Измерение параметров линейных элементов электрических цепей

 

У всех линейных элементов электрических цепей различают основные и дополнительные параметры линейных элементов. К основным относятся параметры идеальных компонентов. Дополнительные параметры описывают отличие реальных компонентов от идеальных, а также влияние различных факторов.

Существует множество методов измерения сопротивления, индуктивности и емкости. Для построения цифровых приборов наибольшее распространение получили два метода:

электронно-счетный;

с промежуточным преобразованием измеряемого параметра в частоту.

При использовании второго метода берется любая схема генератора, частоту которого задает измеряемый элемент. Как правило, выбирают генератор, частота которого линейно зависит от основного параметра компонента.

Погрешность данного метода составляет от 1 до 0,1%.

 

Метод электронного счета

На рисунке 4.1 приведена типичная структурная схема для измерителя RC по методу электронного счёта.

 

Т – триггер;

 

Рисунок 4.1 – Иллюстрация метода электронного счёта

 

В первоначальный момент времени Кл.1 подключен в положение 1. Измеряемая емкость С_X заряжается через R_Д от эталонного источника питания. R_Д необходим для ограничения тока, т.к. при первоначальном включении измеряемого конденсатора он полностью разряжен. Т.е. для U_ПИТ является короткозамкнутой нагрузкой без R_Д. Ток может достигать значительных величин вплоть до выхода измеряемого конденсатора из строя. Триггер до начала измерений сброшен в 0, что запрещает прохождение импульсов с ГОЧ на счетчик. В начале измерения счетчик сбрасывается в 0, а ключ переключается во второе положение. При этом напряжение на выходе устройства сравнения соответствует логическому 0. Одновременно триггер УУ переключается в 1. Таким образом, счетчик начинает счет импульсов с ГОЧ одновременно с началом разряда конденсатора через эталонный резистор. Разрядка продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не станет меньше, чем напряжение на выходе делителя R1-R2. После чего УС переключается и переключает триггер в 0. Процесс счета останавливается, число, насчитанное счетчиком, позволяет рассчитать УУ емкость измеряемого конденсатора. Делитель R1-R2 позволяет уменьшить время измерения, т.к. конденсатор разряжается не до 0, а до некоторого значения на экспоненте, при котором с достаточной точностью можно рассчитать значение конденсатора и минимизировать время измерения. Приборы, построенные на основе метода электронного счета, обычно имеют погрешность от 0,1 до 0,001%.