专利名称：Rcl元件或其组件等效阻抗测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电工学领域.
背景技术：
电阻器R电容器C和电感器L等线性元件，是电子学和电工学领域的重要器件，在 工程实践中，电阻器、电容器或者电感器常常含有RCL三种参数，在实际应用中，常常是由 多个电阻器、电容器和电感器组成一个2端线性网络，目前市售的通用的电阻表、电容表和 电感表等单功能仪表，只能测量元器件的电阻值、电容值或电感值的一种参数，因而这种单 功能仪表根本无法测量这种线性网络的等效阻抗参数；虽然可以用传统的惠更斯电桥进行 测量，但其操作复杂，使用不便。
发明内容本实用新型需要解决的技术问题是，用模拟电感电路和模拟电容电路组成一种新 型的电子式的电桥测量仪表，既能测量出单个电阻器，电容器或电感器的等效阻抗，也能测 量出由线性元件组成的2端线性网络的等效阻抗，结构简单，使用方便。本实用新型具体的技术方案是，由线性电路理论可知，单个的线性元件或由RCL 组成的2端线性网络的等效阻抗Zx，可以由三部分电路并联组成，一部分是由电阻RL和电 感Lx串联，另外两部分分别是电阻Rx和电容Cx ；取50Hz交流正弦波电源U的一端接Po 点，另一端接仪器地线P3点，无感电阻R = R2，R的两端接P。和P点，R2的两端接P。和P2 点，待测的2端网络的两个端点分别接Pi和P3点，接成可变电阻的电位器RPl的两端分别接 P2和P3点；由集成运算放大器K和相关的阻容元件Rp2、Rp3、R3和Q组成模拟电感电路，电 容器q的两端分别接P2点和&的同相输入端，接成可变电阻的电位器Rp2的一端接P2点， 另一端接K的输出端P4点，接成可变电阻的电位器Rp3的一端接P3点，另一端接K的同相 输入端，电阻器R3的一端接K的反相输入端，其另一端接P4点；由集成运算放大器N2、N3和 相关的阻容元件R4、R5、R6、Rp4和C2组成模拟电容电路，电阻R4的一端接P2点，另一端接N2 同相输入端，N2的反现输入端和输出端同时接P5点，电容器C2的一端接P2点，其另一端接 N3的输出端P7点，接成可变电阻的电位器Rp4的一端接P7点，另一端接P6点，电阻R5的两 端分别接p5和p6点，电阻R6的一端接N3的反相输入端，另一端接P6点，N3的同相输入端接 P3点；交流电压表V的两端接Pi和P2点；测量时，调整电位器RPl、Rp2、Rp3和Rp4的值，使V =0，由公式算出未知量，其中RL = Rp2, Lx = Rp2*Rp3*Cl，Rx = Rp:, Cx = (1+Rp4/R5) C2。由于采取了上述方案，使用了模拟电感和模拟电容电路，使本实用新型提供的测 量仪，比传统的惠更斯电桥操作简单方便。
图1是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述，图中的电位器RPl、Rp2、Rp3和Rp4的中 间抽头分别与各自电位器的一个端点相连接，组成可变电阻器，n^N2和N3用集成运算放大 器；U是50Hz正弦波交流电源，其两端分别接在Po和仪器地线P3点上；无感电阻器礼的两 端分别接在P。和Pi点上，无感电阻器R2的两端分别接在P。和P2点上，取礼=R2 ；指示电 表V用交流电压表，其量程在0—0. 1微伏范围内，V的两端分别接在Pi和P2点上；待测 的线性元件或由线性元件组成的2端线性网络的两个端点分别接在Pi和P3点上，其等效阻 抗Zx由三部分电路并联组成，一部分是电阻RL和电感Lx串联，另外两部分分别是电阻Rx 和电容Cx ；接成可变电阻的电位器RPl的两端分别接在P2和P3点上；模拟电感电路由Rp2、 Rp3、R3、和&组成，接成可变电阻的电位器Rp2的两端分别接在P2和P4点上，R3的一端 接P4点，另一端接集成运算放大器K的反相输入端，电容器Q的一端接P2点，另一端接& 的同相输入端，接成可变电阻的电位器Rp3的一端接P3点，另一端接K的同相输入端，&的 输出端接P4点；模拟电容电路由R4、R5、R6、RP4、C2、N2和N3组成电阻R4的一端接P2点，另 一端接集成运算放大器N2的同相输入端，N2的反相输入端和输出端都接在P5点上，电阻R5 的两端分别接P5和P6点，电阻R6的一端接P6点，另一端接集成运算放大器N3的反相输入 端，接成可变电阻的电位器Rp4的两端分别接在P6和P7点上，N3的同相输入端接P3点，其输 出端接P7点，电容器C2的两端分别接P2和P7点；在测量时，逐步调节电位器RPl、Rp2、Rp3、 Rp4，使指示电表V的读数为零，这时给出被测部件的等效阻抗参数是RPl = Rx, Rp2 = RL, Rp2*Rp3*C1 = Lx, (1+Rp4/R5)C2 = Cx。
权利要求一种RCL元件或其组件等效阻抗测量仪，其特征是50Hz交流正弦波电源U的一端接Po点，另一端接仪器地线P3点，无感电阻R1＝R2，R1的两端接Po和P1点，R2的两端接Po和P2点，待测的2端网络的两个端点分别接P1和P3点，接成可变电阻的电位器Rp1的两端分别接P2和P3点；由集成运算放大器N1和相关的阻容元件Rp2、Rp3、R3和C1组成模拟电感电路，电容器C1的两端分别接P2点和N1的同相输入端，接成可变电阻的电位器Rp2的一端接P2点，另一端接N1的输出端P4点，接成可变电阻的电位器Rp3的一端接P3点，另一端接N1的同相输入端，电阻器R3的一端接N1的反相输入端，其另一端接P4点；由集成运算放大器N2、N3和相关的阻容元件R4、R5、R6、Rp4和C2组成模拟电容电路，电阻R4的一端接P2点，另一端接N2同相输入端，N2的反相输入端和输出端同时接P5点，电容器C2的一端接P2点，其另一端接N3的输出端P7点，接成可变电阻的电位器Rp4的一端接P7点，另一端接P6点，电阻R5的两端分别接P5和P6点，电阻R6的一端接N3的反相输入端，另一端接P6点，N3的同相输入端接P3点；交流电压表V的两端接P1和P2点；测量时，调整电位器Rp1、Rp2、Rp3和Rp4的值，使V＝0，由公式算出未知量，其中RL＝Rp2，Lx＝Rp2*Rp3*C1，Rx＝Rp1，Cx＝(1+Rp4/R5)C2。
专利摘要本实用新型属于电工学领域。本实用新型提供一种测量仪，可以测量出单个电阻器、电容器或电感器的等效阻抗，也能测量出由这些线性元件组成的2端线性网络的等效阻抗。由模拟电感电路和模拟电容电路组成电子式电桥，用正弦波交流电源给电桥供电，调节相关电位器，使电桥平衡，由公式算出待测值。
文档编号G01R27/02GK201583595SQ20092003463
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者周晓强, 安贵元, 康希辉, 张玉宏, 景永良, 漆柏林, 赵庆江, 闫军, 韩金梅 申请人:甘肃省电力公司天水供电公司;西安佳源技术贸易发展有限责任公司