Преобразователь параметров пассивных двухполюсников

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих комплексных величин переменного тока при преобразовании парамет- . ров безконтактных емкостных датчиков, схема замещения которых состоит из последовательного соединения известной емкости и комплексной проводимости , составляющие которой несут информацию об исследуемом объекте. Устройство содержит исследуемый двухполюсник с известным конденсатором и неизвестной проводимостью, усилители 3 и 13, образцовый конденсатор 4, образцовые сопротивления 5 и 6, дополнительный образцовый конденсатор 7,трансформатор 9 тока с обмотками 8,10, 11 и 12, фазочувствительный индикатор 15, управляемый делитель 16 напряжения, образцовый резистор 17, измерители 18 и 19 напряжения, измерительные приборы 20 и 21. Индикатором 15 регулируется коэффициент передачи управляемого делителя 16 напряжения. В устройстве по сравнению с прототипом повышено быстродействие и расширены функциональные возможности. 1 ил. ел с: с Nd Ю 00 сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3980567/24-21 (22) 26,11,85 (46) 07.07.87. Бюл. 11- 25 (71) Уфимский нефтяной институт (72) M. P. Сафаров, С. N. Сафин и 10. Д. Коловертнов (53) 621.317,75(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 954891, кл. G 01 R 27/02, 1982, Авторское свидетельство СССР

В 507830, кл. G 01 В 27/00, 1982, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГАРАМ".ТРОВ ПАССИВНЫХ ДВУХИОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих комплексных величин переменного тока при преобразовании параметров безконтактных емкостных датчиков, схема замещения которых состоит из последовательного соединения известЯ0 1 22185 А1 ной емкости и комплексной проводимости, составляющие которой несут ин- формацию об исследуемом объекте. Устройство содержит исследуемый двухполюсник с известным конденсатором и неизвестной проводимостью, усилители

3 и 13, образцовый конденсатор 4, образцовые сопротивления 5 и 6, дополнительный образцовый конденсатор

7, трансформатор 9 тока с обмотками

8, 10, 11 и 12, фазочувствительный индикатор 15, управляемый делитель

16.напряжения, образцовый резистор

17, измерители 18 и 19 напряжения, измерительные приборы 20 и 21. Индикатором 15 регулируется коэффициент передачи управляемого делителя 16 напряжения. В устройстве по сравнению с прототипом повышено быстродействие и расширены функциональные возможности. 1 ил.

1 132

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих комплексных величин переменного тока при преобразовании параметров бесконтактных емкостных датчиков, схема замещения которых состоит из последовательного соединения известной емкости и комплексной проводимости, составляющие которой несут информацию об исследуемом объекте.

Цель изобретения — повышение быстродействия, точности и расширение функциональных возможностей, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, исследуемый двухполюсник 2 с известным конденсатором С,, соединенным последовательно с неизвестной проводимостью, образованной элементами С2х è g2, первый усилитель 3, 2х к инвертирующему входу которого подключены исследуемый двухполюсник 2 и образцовый конденсатор 4 (С4). К неинвертирующему входу усилителя 3 подключены образцовые сопротивления

5 (Е ) и 6 (Е6). Дополнительный образцовый конденсатор 7 (С,) соединяет выход усилителя с первой обмоткой

8 трансформатора 9 тока, содержащего, кроме того, вторую 10, третью 11 и четвертую 12 обмотки. Обмотка 11 включена между инвертирующим и неинвертирующим входами второго усилителя 13, выход которого соединен с образцовым конденсатором 14 (С ), входами фазочувствительного индикатора

15 и управляемого делителя.16 напряжения с управляющим входом, соединенным с выходом фазочувствительного инцикатора. Выход делителя 16 через образцовый резистор 17 (gp) подключен к второй обмотке 10. Измерители

18 и 19 напряжения подключены соответственно к выходу второго усилителя 13 и выходу делителя 16.

Управляющим сигналом делителя 16 может быть либо напряжение„ либо ток, вырабатываемые фазочувствительным индикатором. В соответствии с этим прибор 20 может быть измерителем либо напряжения, либо тока. В последнем случае прибор 20 включается между блоками 15 и 16 по аналогии с измерителем 21 тока, контролирующим ток первой обмотки 8 трансформатора

9 тока.

2185

Устройство работает следующим образом.

Напряжение 1. на выходе усилителя

3 определяется из выражения

Ь" =-2Е

) С4 (2с полученного при Z = Z .

Если С, =С =С,, то ток первой обмотки 8 трансформатора 9 тока равен

+ а С2х) -2 EY2x (2) (3) Т1 I2 Т4 Т5 09 5 где Т (j = 1, 2, 3, 4) — ток обмотки трансформатора 9 тока; (4) К„ (5) Т4 = Б,,)мС,;

U — напряжение на выходе второго усилителя;

К вЂ” коэффициент деления управля16 емого делителя 16 напряжения.

Если вместо известной емкости С2„, включенной последовательно с неизвестной проводимостью Y „ в неразъемное соединение, подключено известное сопротивление 22, с как угодно сложной схемой замещения, то вместо емкости

С и дополнительной емкости С, должно включаться такое же комплексное сопротивление Е2, . При измерении на одной фиксированной частоте схемы замещения элементов 7 и 4 и известного сопротивления входящего в состав исследуемого двухполюсника могут быть различными, а при измерении в диапазоне частот равенство комплексов трех элементов должно сопровождаться

35 и одинаковой схемой замещения, т.е. одинаковой частотной характеристикой. При выполнении перечисленных условий выражение (2) не изменяется.

Напряжение на выходе второго уси 10 лителя 13 определяется из условия

185 4 ()

К, я, + j Cо (7) с х С х Б2х C>R„K(e i< К ь °

Е х

Сгх (8) 25 а напряжение на выходе управляемого делителя 16 соответствует (1 2 Е д х

1Ь

{9)

30 (7)7 . ду фазочувствительного индикатора. мин

Корректор С.Черни

Заказ 2859/41

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1322

Условие (3) справедливо для случая равенства чисел витков всех обмоток трансформатора 9. После подстановки выражений (2), (4) и {5) в (3) получают

Фазочувствительным индикатором 15 регулируется коэффициент передачи

К управляемого делителя 16 напрячь жения,до синфазности напряжений U, и Е, что выполняется при условии

15 напряжение U на выходе второго уси13 лителя становится равным

Показания измерителя 18 напряжения пропорциональны измеряемой емкости

С « выражение (8)1, измерителя 19

2х напряжения — измеряемой активной про- З5 водимости р „(выражение (9)j измерителя 21 тока — измеряемой комплексной проводимости У „ (выражение {2)3, а измерителя напряжения (тока) — относительному параметру измеряемой 10 комплексной проводимости (выражение

Формула изобретения

Преобразователь. параметров пассивных двухполюсников, содержащий источник питания, первый усилитель, к инвертирующему входу которого подключе50

Составитель В. Куэь

Редактор М. Бланар Техред И.Попович ны первым выводом для подключения исследуемого двухполюсника образцовый конденсатор, второй зажим которого соединен с первым выходом первого усилителя, второй усилитель с выхо— дом, соединенным с входом фаэочувствительного индикатора и входом управляемого дегителя напряжения, выход которого через образцовую активную проводимость соединен с второй обмоткой трансформатора тока, его третья обмотка подключена к входам второго усилителя, выход которого через образцовый конденсатор соединен с четвертой обмоткой трансформатора тока, при этом с общей точкой соединены неинвертирующий вход второго усилителя и вторые концы первой, второй и четвертой обмоток трансформатора тока, а выход фазочувствительного индикатора соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности и расширения функциональных возможностей, он снабжен двумя измерителями напряжения, измерителем тока, измерителем напряжения (тока), дополнительным образцовым конденсатором, двумя образцовыми сопротивлениями, подключенными к неинвертирующему входу первого усилителя, причем одно из согротивлений другим концом соединено с выходом первого усилителя, а второе — с общей шиной, при этом выход первого усилителя через дополнительный образцовый конденсатор и измеритель тока соединен с пер- . вой обмоткой трансформатора тока, выход источника питания непосредственно соединен с вторым выводом для подключения исследуемого двухполюсника и с вторым входом фазочувствительного индикатора, измерители напряжения подключены соответственно к выходу второго усилителя и выходу управляемого делителя напряжения, а измеритель напряжения (тока) к выхо