32 Аналоговый измеритель добротности колебательных контуров: схема, принцип действия.

Аналоговым измерителем добротности является куметр. В основу куметра положен последовательный колебательный контур, состоящий из переменного образцового конденсатора С и образцовой катушки индуктивности Lэ рис.4.1. Измеряемая катушка вводится вместо образцовой , а конденсатор Сх подключается параллельно образцовому.

Большая часть измерений ,проводимых куметром ,основана на резонансных свойствах контура. Настройку в резонанс осуществляют ,изменяя емкость образцового конденсатора.

Рис.4.1.

Для работы электронного вольтметра ,измеряющего напряжение на конденсаторе, необходимо резонансное напряжение в единицы вольт ,следовательно ,в контур с добротностью порядка 100 необходимо вводить напряжение около 0.01 В. Вольтметр уровня ,контролирующий вводимое в контур напряжение ,измеряет выходное напряжение генератора Ег ,достаточно большое по амплитуде. Аттенюатор не только позволяет упростить измерение вводимое в контур напряжения ,но и уменьшает влияния выходного сопротивления генератора на контур. Так ,в рассматриваемой схеме аттенюатор образован конденсаторами Са и Сб (Са≈0.01Сб) и независимо от выходного сопротивления генератора можно приближенно считать ,что выходное сопротивление аттенюатора в основном определяется емкостью Сб.

При измерение добротности катушки индуктивности индуктивность Lх вводят в контур вместо образцовой и, изменяя С, настраивают контур в резонанс .Заменим катушку индуктивности ее эквивалентной схемой рис.4.2.

Общая емкость контура Ск определяется последовательно соединенными конденсаторами С и Сб, причем обычно Сб>>С. Следовательно

При резонансе емкость контура

Где Ср- резонансное значение образцовой емкости. Если rc<<rLэ, то ток контура при резонансе Ip≈E/rLэ, а напряжение на образцовом конденсаторе

Измеренное значение добротности

Отсчитывается по шкале вольтметра, поскольку амплитуда вводимого в контур напряжения постоянна.

Истинное значение добротности катушки индуктивности

отличается от измеренного. Методическую погрешность

можно вычислить и ввести как поправку ,поскольку значения Ср и Сб известны. Погрешность измерения QL в основном обусловлена погрешностями измерения С1 и С2.

33. Цифровой измеритель добротности колебательных контуров: схема, принцип действия, основные соотношения

Электронно- счетный измеритель добротности катушки индуктивности (цифровой измеритель добротности).

Работа прибора основана на счете числа периодов свободных колебаний в контуре ,образованном катушкой индуктивности и образцовым конденсатором рис.4.3.

Конденсатор через переключатель находящийся в положении 1, заряжен до напряжения источника Е. В

момент времени t=0 переключатель переходит в положение 2 и в контуре возникают свободные колебания:

Где

Рис.4.3.

если Q>10, то приближенно можно положитьКогда напряжениеuc превышает опорный уровень Е0, на выходе ограничителя возникают косинусоидальные импульсы, которые после формирования поступают на счетчик . Эти импульсы существуют в течении интервала времени Тх, зависящего от опорного уровня.

Число импульсов N, зафиксированных счетчиком ,определяется из соотношения

Где Δtк- погрешность дискретности, равномерно распределенная на интервале от 0 до 2π/ωр.

Подставив , получим

Если выбрать , то

N=Q.

Следовательно, прибор указывает непосредственно добротность катушки.

Погрешность измерения обусловлена нестабильностью отношения напряжения Е/Е0, дискретностью отсчета и шунтирующим действием входного сопротивления ограничителя. Кроме того, на работу прибора сильно влияет нестабильность уровня ограничения.