Устройство для измерения информации преобразователей на основе реактивных сопротивлений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ, содержащее линию связи между приемной и передающей стороной, на передагацей стороне - блок питания, трансформаттор , конденсатор, элемент сброса, коммутатор, три пары входных зажимов для подключения первичных преобразователей R,L|Cj на приемной сторонеисточник питания, блок сравнения, резисторный делитель и блок регистрации , причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами для преобразователей RiC,первым выводом вторичной Обмотки трансформатора и блоком питания, выход которого через эле- , мент сброса соединен с входом начальной установки коммутатора, выходы которого соединены с вторыми вход- , ньми зажимами для подключения преобразователей R,L,,C, тактирующий вход коммутатора соединен с вторым выводом второй обмотки трансформатора , первичная обмотка которого одним выводом через конденсатор соединена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источник питания соединен с первьм выводом резисторного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с общей точкой резисторного делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной устройстi ва, выход блока сравнения соединен с блоком регистрации, первый про (Л вод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую точку первичной обмотки трансформатора и блока питания, второй провод линии связи соединяет-второй вход блока сравнения и общую точку конденсатора и входа коммутатора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены на передающей стороне генератор и Два ключа, причем выход .генератора соединён с управляющими входами ключей, первый входной -зажим для преобразователя с4 через первый ключ соединен с общей шиной устройства , которая через второй ключ соединена с вторым входным зажимом преобразователя с.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИН

3(50 6 01 Н 27 26

OllHCAHHE ИЗОБРЕ ГЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3536585/24-21 (22) 07. 01. 83 (46) 15.12.84. Бюл.9 46 (72) С.С. Александров, Г. Н. Ковшов, Е.A.ßñòðåáoâ и О.С.Александров (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 621. 317. 337 (088.8) (56) 1. Электрические измерения. Под ред.А.В.Фремке. Л., Энергия, 1973, с.233-241.

2. Авторское свидетельство СССР

9 781868, кл. G 01 R 27/26, 1978 (прототип) °

I (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ HA OCНОВЕ РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ, содержащее линию связи между приемной и передающей стороной, на передающей стороне — блок питания, трансформа-. тор, конденсатор, элемент сброса, коммутатор, гри пары входных зажимов для подключения первичных преобразователей R,L,Ñ на приемной сторонеисточник питайия, блок сравнения, резисторный делитель и блок регистрации, причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами для преобразователей R,t:,ïåðâûì выводом вторичной обмотки трансформатора и блоком питания, выход которого через элемент сброса соединен с входом начальной установки коммутатора, выходы

ÄÄSUÄÄ 4 А которого соединены с вторыми входными зажимами для подключения преобразователей R,1.,С, тактирующий вход коммутатора соединен с вторым выводом второй обмотки трансформатора, первичная обмотка которого одним выводом через конденсатор .соединена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источник питания соединен с первым выводом резисторного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соедйнен с общей точкой реэисторного делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, выход блока сравнения соединен щ

Я с блоком регистрации, первый провод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую точку первичной обмотки трансформатора и С„ блока питания, второй провод линии связи соединяет. второй вход блока сравнения и общую точку конденсатора и входа коммутатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены на передающей стороне генератор и два ключа, причем выход ,генератора соединен с управляющими

° входами ключей, первый входной. зажим для преобразователя М через первый ключ соединен с общей шиной устройст.ва, которая через второй ключ соединена с вторым входным зажимом преобразователя С.

1129554

Недостатком данного устройства является то, что, используя преобразование параметра в интервале времени при переходных процессах в

Изобретение относится к электрическим измерениям и телеизмерениям и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности в автоматизированных системах управления технологией 5 производства и при геофизических исследованиях скважин.

Известно применение мостовой схемы для определения таких параметров, как сопротивление, емкость и 10 индуктивность. Затем с неизвестным параметром включается в,одно из плеч моста, мост уравновешивается и неизвестная величина определяется через известные параметры трех остальных )5 плеч моста (1) .

Однако данное устройство трудно реализовать в некоторых областях применения, например в телеизмерении, из-за влияния распределения параметров линии связи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является устройство, содержащее линию связи между приемной H передающей стороной, на передающей стороне — блок питания, трансформатор, конденсатор, элемент сброса, коммутатор, три пары входных зажимов для подключения преобразователей.R,1„C на приемной стороне источник питания, блок сравнения, резисторный делитель и блок регистрации, причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами R,С, первым выводом вторичной обмотки трансформатора Ç5 и блоком питания, выход которого через элемент сброса соединен с входом начальной установки коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входными зажимами для подключения преобразователей R,Ü,Ñ,òàêòèðóþùèé 1 вход коммутатора соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, первичная обмотка которого одним выводом через конденсатор соединена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источника питания соединен с первым выводом резисторного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с общей точкой резисторного делителя, второй вывод которого соединен с блоком регистрации, первый провод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую точку первичной обмотки трансформатора и блока питания, второй провод линии связи соединяет второй вход блока сравнения и общую точку конденсатора и входа коммутатора (2 60

RC — или RL — цепях, один из элементов цепи берется за образцовый, а другой за измеряемый, в. устройстве нельзя применить единый образцовый элемент цепи, с помощью которого можно было бы измерить все три R, L,Cпараметра. Например, с помощью образцового С-параметра измеряют

R — параметр, но нельзя измерить

L или С-параметры.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измерения RLC-параметров, заключающееся в возможности измерения всех трех параметров через любой из LC-параметров, взятый за образцовый.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения информации преобразователей на основе реактивных сопротивлений, содержащее линию связи между приемной и передающей стороной, на передающей стороне-блок питания, трансформатор, конденсатор, элемент сброса, коммутатор, три пары входных зажимов для подключения первичных преобразователей R, 1,С, на приемной стороне — источник питания, блок срав.нения, резисторный делитель и блок регистрации, причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами для преобразователей R,C, первым выводом вторичной обмотки трансформатора и блоком питания, выход которого через элемент сброса соединен с входом начальной установки коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входными зажимами для подключения преобразователей R L,С,тактирующий вход коммутатора соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора,первичная обмотка которого. одним выводом через конденсатор соединена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источник питания соединен с первым выводом резисторного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с общей точкой резисторного делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, выход блока сравнения соединен с блоком регистрации, первый провод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую..точку первичной обмотки трансформатора и блока питания, второй провод линии связи соединяет второй вход блока сравнеюия и общую точку конденсатора и входа коммутатора, введены на передающей стороне гене-. ратор и два ключа, причем выход генератора соединен с управляющими входами ключей, первый входной зажим для преобразователя l через первый ключ соединен с общей шиной устройст1129554 ва,.которая через второй ключ соединена с вторым входным зажимом преобразователя С.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит на передаю( щей стороне блок 1 питания, трансформатор 2, конденсатор 3, элемент

4 сброса, коммутатор 5, (реэистивные) R б, (индуктивные) .Ь 7 и (емкостные) С 8 первичные преобра- 10 зователи, (коммутирующие) ключи 9 и

10, генератор 11, первый 12 и второй. 13 провода линии связи.

На приемной стороне устройство содержит источник 14 питания, 15 блок 15 сравнения, резисторный делитель 16, блок 17 регистрации.

Вход. блока 1 питания. соединен с первым проводом 12 линии связи и через последовательно соединенные первич ную обмотку трансформатора 2 и кон20 денсатор 3 со вторым проводом 13 линии связи и входом коммутатора 5, а выход через элемент 4 сброса соединен со входом начальной установки коммутатора 5. Выходы последнего сое25 динены с резистивными первичными пре образователями 6, с последовательно соединенными индуктивными первичными преобразователями информации 7 и коммутирующими ключами 9 и с параллельно соединенными емкостными первичными преобразователями информации

8 и коммутирующими ключами 10. Генератор 11 соединен с управляющими входами ключей 9 и 10. 35

Источник 14 питания соединен с первым проводом 12 линии связи и первым входом блока 15 сравнения, второй вход соединен с проводом 13 линии связи, а третий вход — с выходом 40 резисторного делителя 16, соединен-ного с источником 14 питания. Выход блока 15 сравнения подключен ко входу блока 17 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения питания коммутатор 5 под воздействием импульса, вырабатываемого элементом 4 сброса50

° приводится в исходное состояние, при котором к проводу 13 линии связи подключается резистивный первичный пре" образователь 6. Через подключенный резистивный преобразователь б начинает заряжаться распределенная емкость между проводами 12 и 13 линии связи. .В данном случае роль образцовой емкости выполняет распределенная емкость линии связи. До подачи напряжения пи-. тания эта распределенная емкость былая разряжена, поэтому потенциал точки соединения провода 13 линии связи и входа блока 15 сравнения близок к напряжению источника 14 питания и, следовательно, является более высоким65 относительно потенциала другого входа блока, 15 сравнения, подключенного к выходу резисторного делителя 16. По мере заряда распределенной емкости линии связи разность потенциалов на этих двух блоках стремится к нулю, при достижении которого блок 15 сравнения срабатывает, выдавая импульс окончания заряда распределенной емкости линии связи в блок

17 регистрации.

Одновременно происходит разряд распределенной емкости линии связи через блок 15 сравнения, через входы, подключенные к проводам 12 и 13 линии связи. Одновременно через входы блока 15 сравнения, подключенных к проводу 12 линии связи и к выходу резисторного делителя 16, происходит шунтирование верхнего резистора последнего, в результате на выходе реэисторного делителя 16 образуется новое значение напряжения срабатывания блока 15 сравнения. Разряд распределенной емкости линии связи происходит до тех пор, пока потенциал входа блока 15 сравнения, подключенный к проводу

13 линии связи, не достигнет нового значения потенциала на выходе реэисторного делителя 16 ° После этого блок 15 сравнения выдает сигнал об окончании разряда распределенной емкости в блок 17 регистрации. !

Временной интервал, отсчитываемый от момента начала заряда распределенной емкости до начала разряда, пропорционален величине резистивного преобразователя 6. Одновременно с зарядом распределенной емкости происходит заряд и разряд конденсатора 3, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора 2 между проводами 12 и 13 линии связи и имеющую емкость в несколько десятков раз меньше емкости линии связи. Сформированный во время разряда импульс управления со вторичной обмотки трансформатора

2 поступает на тактирующий вход коммутатора 5, который подключает, например, индуктивный преобразователь

7 информации.

Снова происходит заряд распределенной емкости, но не непрерывно, а ступенчато, так как ключ 9 под воздействием генератора 11 коммутирует зарядный ток цепи, тем самьм реактивное сопротивление индуктивного преобразователя 7 будет М L, где ц=conS4 -частота генератора 11, à L неизвестная индуктивность преобразователя 7. Зарядный ток распределенной емкости также определяется реактивным сопротивлением преобразователя 7, поэтому время заряда распределенной емкости пропорцио1129554

Составитель О. Панчерников .Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Микеш Корректор A. Тяско

Заказ 9445/36 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал IIIIII Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 нально индуктивности первичного преобразователя 7.

При подключении к распределенной емкости емкостного первичного преобразователя 8 зарядный ток определяется реактивным сопротивлением емкости, а следовательно, время заряда распределенной емкости также пропорционально неизвестной емкости преобразователя 8..

Предлагаемый способ измерения параметров R „I.,С,-преобразователей позволяет при коммутации постоянного или медленно изменяющегося тока заданной частотой измерять реактив-. ные сопротивления индуктивных и емкостных датчиков,. а значит параметры L,C - первичных преобразователей информации.

Предлагаемый способ можно реализовать и в устройстве с образцовой индуктивностью.

Использование способа измерения в устройстве позволяет расширить фукциональные воэможности последнего, так как позволяет измерять все три

R, Ь,С. — параметра практически прямыми методами беэ вторичных преобразователей.