38. Устройство измерителя добротности (куметра). Методы измерения параметров катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов.

В измерителях добротности (куметрах) реализуется резонансный метод измерения параметров сосредоточенных элементов.

Структурная схема:

Источником синусоидальных сигналов, подаваемых на последовательный резонансный контур, является генератор тока, нагруженный на малое активное сопротивление Ro ≈ 0,05 Ом. (т.к. это сопротивление входит в измерительный контур и вносит погрешность). Частота выходных колебаний генератора может изменяться в широких пределах. Уровень входного сигнала необходимо поддерживать постоянным (контролируется V1).

При измерении индуктивности исследуемую катушку подключают к зажимам 1-2. В этом случае резонансный контур будет образован катушкой измеряемой индуктивности Lx с активными потерями Rx и межвитковой емкостью ее проводов С_LX, а также перестраиваемой эталонной емкостью Сэ. Резонанс в контуре на заданной частоте достигается изменением величины емкости Сэ, эталонного конденсатора. Состояние резонанса контура определяется по вольтметру V2, отградуированному в значениях добротности Q.

Измерение индуктивности Lx с учетом емкости Сх производят на двух резонансных частотах. Далее через соотношение этих частот можно вычислить параметры Lx и C_LX.

С помощью куметра можно также определять неизвестные параметры R, C, tg δ_С, подключая измеряемые резистор или конденсатор к зажимам 3-4. В этом случае к клеммам 1-2 должна быть подключена рабочая катушка индуктивности, соответствующая частоте измерения. Затем по максимуму показаний вольтметра контур настраивают в резонанс и определяют резонансное значение емкости рабочего конденсатора.

В куметрах промышленного изготовления погрешность измерения добротности составляет 5-10%. Она увеличивается при испытании катушек с высокой добротностью и большой собственной ёмкостью. Погрешность возрастает и с повышением частоты вследствие уменьшения входного сопротивления вольтметров и усиления влияния паразитных наводок на измерительный контур. Для уменьшения этих наводок генератор тщательно экранируют, весь прибор в целом также помешают в экран; испытуемые элементы присоединяют к прибору жёсткими проводниками, а их экраны надёжно соединяют с металлическим кожухом прибора. Неэкранированные катушки при испытании по возможности удаляют от кожуха прибора.

39. Измерение ачх. Метод измерения по точкам, погрешности метода.

Амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) линейной цепи называют модуль ее комплексной частотной характеристики. Для четырехполюсного устройства  это модуль коэффициента передачи. Из определения следует наиболее простой метод измерения АЧХ: снятие зависимости отношения амплитуд выходного и входного напряжений гармонического сигнала в отдельных частотных точках (по точкам) с последующей интерполяцией.

На практике обычно снимают зависимость напряжения на выходе исследуемого устройства от частоты при постоянной амплитуде гармонического напряжения на входе.

Описанный метод измерения АЧХ  по точкам  основан на использовании перестраиваемого генератора гармонических колебаний и вольтметра. Структурная схема измерительной установки представлена на рис. 6, а.

Генератор последовательно настраивают на ряд выбранных частот, а напряжение на выходе исследуемого устройства измеряют вольтметром. При этом амплитуду напряжения генератора поддерживают постоянной.

Зависимость U_вых(f), построенная по результатам измерений, представляет собой АЧХ исследуемой цепи (рис. 6.1, б).

Данный способ обеспечивает достаточно высокую точность измерений. Основными источниками погрешностей являются:

1) погрешность установки частоты генератора;

2) погрешность установки амплитуды напряжения на выходе генератора и его нестабильность в процессе измерения АЧХ;

3) погрешность вольтметра, измеряющего напряжение на выходе цепи;

4) искажения АЧХ, связанные с влиянием выходного сопротивления генератора и входного импеданса вольтметра на параметры исследуемой цепи;

5) погрешность интерполяции АЧХ между измеренными точками.

В клад первых трех источников в общую погрешность измерения может быть уменьшен использованием приборов более высокого класса точности. Влияние генератора снижают выбором способа подключения к измеряемой цепи. Вольтметр следует выбирать с большим входным сопротивлением и минимальной входной емкостью.

Основной недостаток описанного способа измерения  его трудоемкость и длительность. Кроме того, при заранее неизвестном виде АЧХ произвольный выбор измеряемых частотных точек может привести к пропуску ее характерных особенностей (в областях резкого изменения кривой АЧХ). При длительных измерениях сказывается влияние температуры, дрейфа питающих напряжений на исследуемое устройство.