Kompensieren Sie die Frequenzabhängigkeit eines Amperemeters

Question

Kompensieren Sie die Frequenzabhängigkeit eines Amperemeters

Daiz

Zur Spannungsmessung mit einem Amperemeter wird der Strom durch die Impedanz des Amperemeters gemessen und indirekt die Spannung bestimmt. In der Schaltung unten ist die Impedanz des Amperemeters $R_2 + L_1$ . Der Widerstand $R_1$ ist da, um den Stromfehler temperaturabhängig zu begrenzen $R_2$ .

Nun möchte ich die Frequenzabhängigkeit dieser Schaltung kompensieren. Dafür $C_1$ wird parallel zu hinzugefügt $R_1$ , die ich berechnen möchte.

\frac{{\underline{v}}_{1}}{{\underline{v}}_{M}} = \frac{R_{1} | | {\underline{X}}_{C}}{R_{2} + {\underline{X}}_{L}} + 1 = \frac{\frac{R_{1}}{1 + ich w R_{1} C}}{R_{2} + ich w L} + 1 = \frac{R_{1}}{R_{2} + ich w R_{1} R_{2} C + ich w L - w^{2} R_{1} C L} + 1

$\frac{\underline{V}_1}{\underline{V}_m}=\frac{R_1||\underline{X}_c}{R_2+\underline{X}_L}+1=\frac{\frac{R_1}{1+iwR_1C}}{R_2+iwL}+1=\frac{R_1}{R_2+iwR_1R_2C+iwL-w^2R_1CL}+1$

Wenn alle Terme a halten $w$ herausheben, würde ich eigentlich eine frequenzunabhängige Schaltung bekommen.

ich w R_{1} R_{2} C + ich w L = w^{2} R_{1} C L

$iwR_1R_2C+iwL=w^2R_1CL$

Aber das scheint eine unmögliche Aufgabe zu sein. Wie können sich zwei komplexe Zahlen zu einer reellen addieren? Was mache ich falsch?

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Antworten (2)

Kompensieren Sie die Frequenzabhängigkeit eines Amperemeters

Andi aka · Answer 1

Was mache ich falsch?

Das Hinzufügen von C1 zur Schaltung macht einen komplexen Serienresonanzkreis und sieht nicht so aus, als würde er jemals funktionieren.

Wenn Sie die Übertragungsfunktion über die Frequenz konstant machen möchten, müssen Sie eine Induktivität (L2) in Reihe mit R1 hinzufügen, sodass die Skalierung von L2 R1/R2-mal größer als L1 ist.

In Ihrer speziellen Schaltung wäre L2 200 mH.

Ja, Ihre Frequenzkompensation ist korrekt. Das eigentliche Ziel besteht jedoch darin, den Stromkreis zu kompensieren, was ein Punkt ist, der in der Frage übersehen wurde. Ihre vorgeschlagene Frequenzkompensation tötet den Schaltungsstrom für höhere Frequenzen.

glen_geek · Answer 2

Ihr Frequenzkompensationsschema kann tatsächlich ein wenig zum oberen Frequenzende beitragen (in der von Ihnen bereitgestellten Beispielschaltung). Ihr Fehler liegt in der Lösung für V_m. Wenn R2 und L1 die Interna des Amperemeters darstellen, müssen Sie den Strom durch diese Komponenten optimieren.
Für Ihre Beispielschaltung liefert ein C1-Wert von 104 pf einen leicht erweiterten Frequenzgang. Diese Lösung sollte mit Vorsicht verwendet werden, da davon ausgegangen wird, dass die Spannungsquelle, die Sie messen, tatsächlich eine perfekte Spannungsquelle ist, die weder einen eigenen Widerstand noch eine Reaktanz hat.
Beachten Sie dies für bestimmte andere Schaltungsparameter. Andy_aka hat Recht, es gibt keine Lösung.

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Daiz

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Andi aka

glen_geek

glen_geek

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