Преобразователь добротности в напряжение

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания точных преобразователей параметров комплексных сопротивлений, в частности преобразователей добротности катушки индуктивности и конденсатора в переменное напряжение. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Это достигается введением в преобразователь добротности в напряжение фазочувствнтельного детектора и второго операционного усилителя. Преобразователь содержит две параллельные ветви 1 и 2, источник 3 напряжения, фазочувствительный детектор 4, образцовые злементы 5 и 6, объект 7 измё)вння регулируемый элемент 8 и операционные усилители 9 и 10, В качестве регулируемого элементА 8 -г управляемого резистора - в даннсм преобразователе использован оптрон. t ил. с. -сЬ п N9 О сл о Nl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!)4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНЫЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3782223/24-21 (22) 21.08,84 (46) 15.01.86. Бюл. М 2 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР (72) Б.Д.Хасцаев (53) 621.317.333(088.8) (56) Волгин Л.И.Аналоговые операционные преобразователи для иэмериI тельных приборов и систем. И.:

Энергоатомиздат, 1983, с. 189, рис. 107 .б.

Борхардт. Холланд.Псевдомост— йовая схема для сравнения сопротивлений. — Приборы для научных исследований, 1975, Р 1, с. 75-79. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ В

НАПРЯЖЕНИЕ, (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь„„SU„„1205070 зовано для создания точных преобразователей параметров комплексных сопротивлений, в частности преобразователей добротности катушки индуктнвности и конденсатора в переменное напряжение. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Это достигается введением в преобразователь добротности в напряжение фазочувствнтельного детектора и второго операционного усилителя, Преобразователь содержит две параллельные ветви 1 и 2, источник 3 напряжения, фазочувствительный детектор 4, образцовые элементы 5 и 6, объект 7 измерения, регулируемый элемент 8 и операционные усилители 9 и 10. В качестве регулируемого элемента 8 -. управляемого резистора — в данном преобразователе использован оптрон. 1 ил.

1205070

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для создания точных преобразователей параметров комплексньм сопротивлений, в частности преобразователей добротности катушки индуктивности и конденсатора в переменное напряжение.

Цель изобретения — повышение точности преобразонания °

На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит две параллельные ветви 1 и 2, источник

3 переменного напряжения, фазочувствительный детектор 4, образцовые элементы 5 и 6, объект 7 измерения, регулируемьй элемент 8 и операционные усилители 9 и 10.

Выход источника 3 переменного напряжения соединен с неиннертирующим нходом второго операционного усилителя 1О и опорным входом фаэочувствительного детектора 4. Инвер» тирующий вход операционного усилителя 10 соединен с точкой соединения второго образцового 6 и регулируемого 8 элементов и неиннертирующим входом первого операционного усилителя 9. Выход второго операционного усилителя 10 соединен с точкой соединения первого 5 и второго

6 образцовых элементов. Второй вывод регулируемого элемента 8 эаэемлен. Первый образцовый элемент 5 соединен вторым своим выводом с выводом объекта 7 измерения и инвертирующим входом первого операционного усилителя. Второй вывод объекта 7 измерения соединен с выходом первого 9 операционного усилителя и сигнальным входом фазочувствительного детектора, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого элемента 8.

Преобразователь добротности в напряжение работает следующим об, разом.

Напряжение на выходе операционного усилителя 10 (I )

"з " где К, К„- сопротивление элементов 8 и 6, V — напряжение на выходе источника 3., I

Напряжение U приложено к общей точке образцовьм элементов 5 и 6, поэтому напряжение НЬ на выходе операционного усилителя 9 определяется из условия

К +йч

О ць — — =U

9 КЪ 7»eg, R1+7-»

1Î где 8,,7.» — сопротивление элемента 5 и объекта 7 соотнетстненно.

Таким образом, выражение для напряжения неравновесия преобразователя принимает нид

15 х - и О, - с») з

Напряжение неравновесия 01 подает ся на нход фазочувстнительного де.Ю у тектора 4, на опорный вход которого поступает напряжение источника питания. Вьмодное напряжение детектора 4 представляет собой напряжение постоянного тока, пропорциональное составляющей выходного напряжения усилителя 9, синфаэной с U„, Оно управляет неличиной сопротивления регулируемого элемента 8, тем самым приводит преобразователь к состоянию

3б полураннонесия.

В качестве регулируемого элемента 8 (управляемого резистора) наиболее целесообразно в предлагаемом устройстве использовать оптрон типа ОЭП-2 игпи АОР104A.

При индуктинном объекте измерения, комплексное сопротивление которого равно 7» =,зим»+R<,выражение для напряжения неравновесия имеет 10 н д где », К„- индуктивность и активное сопротивление объекта измерения по последовательной двухэлементной схеме эа50 мещения, 3 — круговая частота питающего преобразователь напряжения °

Устанавливая с помощью фаэочув55 стнительного детектора состояние полуравнонесия преобразователя (H„R R„B3} эа счет управления величины К, на выходе усилителя 9! 205070 обеспечивается определение двух параметров.

Формула из обре те ния т.е, о=о

1 (6) 1Rb или о=q„(7)

1 uÜî

4оЗcк! х Оэ

Таким обра зом, при емк остном объекте измерения также

Составитель В,Стукая

Редактор А.Лежнииа Техред С.Мигунова Корректор Г.Реаетник

Заказ S523/47 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 получаем напряжение!!.. . прямо пропорциональное преобразуемой добротмМ ности 9 к = катушки нндуктинностн х р ) !- x „„„,0 Ь,! ) „(5)

u,.—.u, """ „ = — -q

Иэ условия полуравновесия преобразователя В„Н„=К„ Я следует линейная зависимость межпу неличинами

Х 3

Таким образом, предлагаемый преобразователь в отличие от прототипа обеспечивает точное преобразова" ние двух параметрон комплексного сопротивления.

Величину R„ можно определить и по напряжению постоянного тока с выхода фаэочувствительного детектора, оно пропорционально измеряемому активному сопротивлению, При емкостном объекте измерения напряжение на выходе усилителя 9 (/ ) где*С„, R емкость и сопротинлеwe объекта измерения по последовательной днухзлементной схеме замещения, Устанавливая равенство R>R<=R< R, получаем напряжение U линейно зависящее от преобразуемой доброт1 ности Я - — нониенсаторе, т.е. (.3 С х и к

Преобразователь добротности н напряжение, содержащий источник переменного напряжения, дне парал лельные ветви, первая иэ которых образована первым образцовым элементом, последовательно соединенным с объектом измерения, и первым операционным усилителем, иннертирующий вход которого соединен с !

5 общим выводом первого образцоного элемента и объекта иэмерения, выходс вторым выводом объекта измере" ния, вторая нетнь образована вторым образцовый элементом, последова10 тельно соединенным с регулируемым элементом, общий вывод которого соединен с неинвертирующим входом первого операционного-усилителя, дру. гой вывод регулируемого элемента saэемлен, отличающийся тем, что, с целью повытпения точнос" ти преобразования,в него внедены фазочунствительный детектор и второй операционный усилитель, инвер30 тирующий вход которого соединен с общим выводом второго образцового и регулируемого элементов, неинвертирующий нхОд - с выхОдом источника переменного напряжения, а выход - с общим выводом первого и второго образцовых элементов ветвей, второй выход источника переменного напряжения эаземлен, опорный вход фазочувствительного детектора соединен .

40 с выходом источника переменного напряжения, сигнальный вход - с выхо,дом первого операционного усилителя, а выход — с управляющим входом регулируемого элемента.