Преобразователь комплексного сопротивления
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИИ
„„SU(111 (5!) 4 G 01 R 27/00
®СГ(z -..;-:-, «k
OllHCAHNE ИЗОБРКткния, И ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО
СОПРОТИВЛЕ НИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования электрохимических систем, исследования и контроля процессов фазовых переходов, нап(21) 3913810/24-21 (22) 18.06.85 (46) 30.03.88. Бюл. Н - 12 (71) Грузинский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) М.Г.Бережиани и Я.Н.Таварткиладзе (53) 621.317.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1057879, кл. G P1 R 27/02, 1982.
Авторское свидетельство СССР
11 540225, кл. G 01 R 27/00, 1974. ример кристаллизации из расплавов, спекания, а также явлений, протекающих на границе раздела фаз. Изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет формирования сигнала, характеризующего фазовый угол, Для этого в устройство дополнительно введены три детектора 7, 8 и
11 огибающей, блок 13 формирования управляющих сигналов, нуль-орган 12, реле 9 времени и блок памяти 14. Устройство также содержит генератор 1 напряжения, клеммы 2 и 3 для подключения измеряемого объекта 4, операци0HHbIH усилитель 5 регулируемый резистор 6, сумматор 10. При условии быстрого достижения равновесия и выборе достаточно малого интервала работы реле времени ступенчатость измерений сводится к минимуму. 1 ил.
1 <85085
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измереник комплексного сопротивления, и может быть использовано для исследования электрохимических систем, для исследования и контроля процессов фазовых переходов, например кристаллизации из расплавов, спекания, а также явлений, протекающих на границе раздела фаз.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения формирования сигнала, характеризующего фазовый угол. 15
На чертеже представлена функциональная схема преобразователя комплексного сопротивления .
Устройство содержит генератор 1 напряжения, выход которого через 20 клеммы 2 и 3 для подключения измеряемого объекта 4 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя ,5 и первым выводом регулируемого резистора 6, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя 5 и входом первого детектора огибающей 7, вход второго детектора 6гибающей 8 соединен с выходом генератора, выходы детекторов 7 и 8 через первую и вторую группу размыкающих контактов реле времени соединены с первым входом сумматора 10, второй вход которого через первую и вторую группы замыкающих контактов
3 реле времени 9 соединены соответственно с выходом операционного усилителя 5 и генератора напряжений 1, выход сумматора 10 подключен к входу третьего детектора огибающей 11, а через третью группу размыкающих контактов реле времени 9 соединен с входом нуль-органа 12 и.входом блока формирования управляющих сигналов 13, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого резистора 6, 45 выход нуль-органа подключен к. управляющему входу реле времени 9, выход третьего детектора огибающей 11 через третью группу замыкающих контактов времени 9 соединен с входом бло- 50 ка памяти 14.
Устройство работает следующим образом. !
Сигнал вида 0 si nut (где амплитуда, са — круговая частота) с выхода генератора 1 поступает на вход второго детектора 8 и на измеряемое комплексное сопрстивление объекта 4, подкл«<ленное к инвертирукп<ему «ходv операционного усш<ителя 5,в обратную связь которого подключен регулируемый< резистор 6. На выходе усилителя 5 формируется сигнал вида:
R о — sin (cat+P-1ЯО ) (1)
5 ((<ъъ
< где JZ(— величина комплексного соп- ротивления; — угол фазового сдвига;
R — сопротивление регулируемого резистора 6.
На выходах детекторов 7 и 8 формируются постоянные напряжения, соответствующие амплитудам входных сигналов:
R — 1 р (2) В 1 в " > где ka — коэффициент передачи детектора.
Вычитая П и 1<8 на сумматоре 10, на выходе получаем напряжение
U = k k U (1 — — -) R
<о х> IZ1 (3),где k — коэффициент передачи сумматора 10.
В зависимости от О<, поступающего на вход блока формирования управляющего сигнала 13, в качестве которого может быть использовано интегрирующее звено, на выходе блока формируется соответствующий управляемый сигнал, вызывающий уменьшение или увеличение сопротивления регулируемого резистора 6, пока не будет достигнуто значение В. = (Z) . При этом на выходе сумматора 10 и на входе нуль-органа
12 достигается U В результате этого осуществляется перекоммутация всех групп реле време-. ни 9 и устройство переходит в режим измерения фазового сдвига, а регулируемый резистор 6 остается в достигнутом положении. Вследствие размыкания нормально замкнутых и замыкания нормально разомкнутых контактов «<а входы сумматора 10 подаются сигналы вила: 1385085 — — 1 я1п (ыГ < if) П < —— U sin (Qt) (4) Ч Ч 2kU sin — — cos (at+-) (5) о ъ 2 2 10 (6) 15 Составитель А. Комиссаров Техред Л.Сердюкова Корректор 1 . Г1ожо Редактор Н. Горват Заказ 1411/44 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ПроиэвоцсГненнс -по.-чиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г!рооктная, 5 На выходе сумматора получаем переменное напряжейие На блок памяти 14 с выхода третьего детектора 11 подается напряжение, характеризующее фазовый сдвиг: .Ч U 2kk sin —— Цикличность измерения обеспечивается возвращением реле времени 9 через определенное время в исходное положение — в режим измерения вели- 20 чины комплексного сопротивления объекта. При отключении контакта.между выходом третьего детектора 11 и блоком памяти 14 на выходе блока памяти 14 сохраняется напряжение П до 25 следующего перехода устройства в режим измерения фазы. Преобразователь позволяет измерять величину комплексного сопротивления и угол фазового сдвига. Значение ве- 30 личины определяется по установленному сопротивлению резистора 6. Из анализа выражения (б) следует, что устройство в режиме измерения фазы обладает достатосчной чувствительностью в области с1= 90 Оптимальная амплитудно-частотная и фазовая характеристика усилителя 5 обеспечивается тем, что единичный коэффициент передачи и стабильная 40 нагрузка по току поддерживаются автоматически. При условии быстрого достижения равновесия в выборе достаточно малого интервала работы реле времени 9 определенная ступенча45 тость измерений сводится к минимуму. Ф о р м у л а и з о 6 р е т е н и я Преобразователь комплексного сопротивления, содержащий генератор напряжения, выход котс. рого подключен к первой клемме для подключения измеряемого объекта, вторая клемма для подключения измеряемого объекта соединена с интвертирующим входом операционного усилителя и первым выводом, регулируемого резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, сумматор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с. целью расширения функциональных возможностей, введены три детектора огибающей, блок формирования управляющих сигналов, нуль-орган, реле времени и блок памяти, причем выход операционного усилителя соединен с входом первого детектора огибающей, вход второго детектора огибающей соединен с выходом генератора напряжения, выходы детекторов огибающей через первую и вторую группы раэмыкающих контактов реле времени соединены с первым входом сумматора, второй вход которого через соответствующие первые и вторые группы замыкающих контактов реле времени соединены с выходом операционного усилителя и выходом генератора напряжения, выход, сумматора соединен через последовательно соединенные третий детектор огибающей, третью группу замыкающих контактов реле времени с входом блока памяти, выход сумматора через третью группу раэмыкающих контактов реле времени соединен с входом нульоргана и входом блока формирования . управляющих сигналов, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого резистора, выход нульоргана соединен с управляющим входом реле времени.