Универсальный измеритель параметров двухэлементных двухполюсников

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров пассивных двухэлементных цепей. Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения измерения параметров любых пассивных двухэлементных двухполюсников. Блок 1 управления соединен первым выходом с входом формирователя 2 опорного воздействия , выход кочорого связан с входом измерительного блока 3. Ею выход подключен к входам инвертора и масштабирующею Преобразователя 5, к второму входу которого присоединен выход переключателя 6 режимов работы. Выход масштабирующего преобразователя соединен с входом управляемого ключа 7, а выход инвертора 4 - с входом управляемого ключа 8. Их выходы подключены к первому входу измерителя 9 среднего значения, причем второй, третий и четвертый выходы блока 1 управления соединены соответственно с управляющими входами ключей 7,8 и вторым входом измерителя 9 среднего значения. 4 ил. (Л С

>5U, 1756834 А1.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ы)5 G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° 1

1 2 (21)4778729/21::::,::. управления соединен первым выходом с (22)05,01.90 ": входом формирователя 2 опорного воздей(46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 .. ":: ствия, выход которого «связвй с входом из(71) Пензенский политехнический институт= мерительного блока 3. Его выход подключен (72) А,б,Лебедев и А,И.Мартяшин к входам инвертора 4 и масштабирующего (56) Авторское свидетельство СССР . преобразователя 5. к второму входу которо№ 678897; кл. G 01R27/26, 1979,:. го присоединен выходпереключателя 6 ре(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПА-, жимов работы. Выход масштабирующего

РАМЕТРОВ ДВУХЭЛЕМЕНТНЫХ Двайс- преобразователя соедийен с входом управЛ10СНИКОВ -: :.::: .. ляемого ключа 7, а выход инвертбра 4 —. с (57) Изобретение относится к измеритель- входом управляемого ключа 8, Их выходы .ной технике и предназначено для измере- подключены к первому входу измерителя 9 ния параметров пассивных двухэлементных среднего значения, прйчем второй, третий и цепей. Цель изобретения — расширение об- четвертый выходы блока 1 управления соеластипримененияпутемобеспеченияизме- динено соответственнб с Управляющими рения параметров любых пассивйых. входами ключей 7; 8 и вторым входом измедвухэлементных двухполюсников. Блок 1 рителя 9 среднего знзчеййя. 4 ил.

1756834

Данное устройство позволяет измерять параметры последовательных и параллельных RC- u RL-цепей, на не позволяет измерять параметры параллельных и последовательных 1 С-контуров.

Цель изобретения — расширение области использования путем обеспечения измерения. параметров любых пассивных двухэлементных цепей.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий блок управления, первый выход каторога соединен с формирователем опорного воздействия, 55 выход которого соединен с входом измерительного блока, состоящего из исследуемого двухполюсника, операционного усилителя и опорного элемента, причем втаИзмеритель относится к электроизмерительнай технике и может быть использован в измерительных приборах и системах.

Известен преобразователь параметров

RL- u RC-цепей в частотна-временные сиг- 5 налы, содержащий сравнивающее устройство, интегратор, измерительную цепь,. ключ, переключатель рода работы, разделительную цепь и сумматор.

Н едостатком и рео браза вателя являет- 10. ся отсутствие возможности преобразования параметров LC контуров.

Известно также устройство для измерения параметров С(ВС -цепей, содержащее блок управления, генератор напряжения 15 треугольной формы, переключатель режимов работы, измерительный блок, вольтметр среднего значения, функциональный генератор.

Недостатком устройства является сложность, обусловленная необходимостью фар- 20 мирования нескольких зондирующих воздействий, изменяющихся за период измерения, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является измеритель 25 параметров RC(RLj-цепей, содержащий генератар двухполярного напряжения, подключенный через коммутатор и измерительную цепь к входу операционного усилителя, переключатель рода работы, 30 соединенный с одним из входов измерителя среднего значения, а также блок управления, подключенный к другому входу измерителя среднего значения и к одному из входов коммутатора, конденсатор и два 35 ключа, причем конденсатор подключен к выходу операционного усилителя и к одному из входов каждого ключа, другие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, а выходы клю- 40 чей подключены к переключателю режимов работы. рай и третий выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, четвертый выход блока управления соединен с первым входом измерителя среднего значения, переключатель режимов работы, введены инвертор и масштабирующий преобразователь, причем входы их соединены с выходом измерительного блока, а выходы соединены с входами второго и первого ключей соответственно, выходы которых соединены с вторым входом измерителя среднего значения, выход переключателя режимов работы соединен с управляющим входом масштабирующего преобразователя.

На фиг.1 представлена структурная схема измерителя; на фиг.2 — функциональная схема блока управления; на фиг.3 — временные диаграммы; на фиг.4 — варианты включения исследуемых двухпалюсников,. опорных элементов и операционного усилителя измерительного блока, Измеритель содержит блок 1 управления, первый выход которого подключен к формиравател о 2 опорного воздействия, второй и третий выходы — к управляющим входам первого и второго ключей 7 и 8 соответственно, четвертый выход — к первому входу измерителя 9 среднего значения.

Формирователь 2 опорного воздействия соединен с измерительным блоком 3, выход которого через последовательно соединенные масщтабирующий преобразователь 5 и первый ключ 7 соединен с вторым входом измерителя 9 среднего значения, выход измерительного блока 3 соединен также с вторым входом измерителя 9 среднего . значения через последовательно соединенные инвертор 4 и второй ключ 8. Переключатель 6 режимов работы соединен с управляющим входом масштабирующего преобразователя 5.

Блок 1 управления состоит из генератора 10 импульсов, триггера 11, элемента И 12, инвертора 13. Выход генератора 10 импульсов соединен с синхронизирующим входом триггера 11 и с первым входом элемента И .12, второй вход которого соединен с инвертирующим выходом триггера 11, объединенным с его D- âõîäîì и являющимся четвертым выходом блока 1 управления.

Прямой выход триггера 11 является первым выходом, вйход элемента И 12 — вторым выходом блока 1 управления. Выход инвертора 13, вход которого соединен с выходом элемента И 12, является третьим выходом блока 1 управления, Измеритель работает следующим образом.

1756834

В зависимости от вида исследуемого двухполюсника и измеряемого параметра, в соответствии. c òàáëèöåé, приведенной на фиг.4, переключателем 6 режимов работы устанавливается-один иэ трех коэффициен- 5 тов передачи (К = 1,3,7) масштабирующего и реоб разователя 5. Частота импульсов, формируемых генератором 10 импульсов," делится на два триггером 11 (фиг.3). По положительным:импульсам с выхода послед- 10 него формирователем 2 опорно"гб воздействия вырабатывается отрицательный перепад напряжения -00. Отклики Измерительного блока 3 на данное воздействие приведены в таблице на фиг.4. 15

Например, при измерении параметров параллельной ЁС-цепи выходное напряжение измерительного блока 3 имеет вид

0з= — (С+ — ) i т >т >о

Uo

Со

09 т Р— (C+ — ) dt-(т — (С+-)dt — -@-. МU t T u, т ° Цт

Т оСо 8 Со R ) 47;оR.

Если коэффициент передачи маса габирующего преобразователя 5 задан равным трем (К = 3), то среднее значение напряжения эа время Т будет определяться емкостью С исследуемой цепи: 45

U9- т 29 С (С+ — )дат — (С+-)dtj- — — С (гañî R т С. Н ) Со

При измерении параметров колебательных LC-контуров коэффициенты передачи 50 масштабирующего преобразователя 5 задаются: К = 1, 7, Например, выходное напряжение измерительного блока 3 .при измерении параметров параллельного LCконтура (фиг.4) имеет вид 55

Как йоказано на фиг.3, сигналом с выхо да элемента И 12 открывается первый ключ.

7, на время, соответствующее первой поло- 25 вине действия опорного напряжения; сйг- налом с выхода инвертора 13 открывается второй ключ 8 на время, соответствующее второй половине действия опорного напряжения, Если переключателем 6 режимов ра- 30 боты установлен коэффициент передачи масштабирующего преобразователя 5- К =

1, то.напряжение Т, полученное на выходе измерителя 9 среднего значения за время действия опорного напряжения, будет on- 35 ределяться сопротивлением R исследуемой цепи;

Бэ С (2L4 +С)1т>г>о.

U0 1

При установке коэффициента масштабирования К = 1 среднее значение напряжения на выходе измерителя 9 среднего значения будет определяться только индуктивностью L:

Т

U9 —, (7. (-,-,, *+ С) и „; (Т г + C) dt) - - Я т- .

Если коэффициент масштабирования К

= 7, то среднее значение напряжения на выходе измерителя 9 среднего значения будет пропорционально только емкости С:

Ц9 — jT> — 9 — t +C)dt/ — (— t +C)dtj

1 Т Uî t г Uo 1 г ЗС0

T) оСо 2L Со 2L ) о

Таким образом предлагаемое"устройство позволяет измерять параметры любых пассивных двухэлементных двухполюсников. При этом схема измерителя остается неизменной, Формула изобретения

Универсальный измеритель параметров двухэлементных двухполюсников. содержащий блок управления, первый выход которого соединен с формирователем опорного воздействия, выход которого соединен с входом измерительного блока, состоящего из исследуемого двухполюсника, операционного усилителя и ойорного элемента, причем второй и третий выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответствен но, четвертый выход блока управления соединен с первым входом измерителя среднего значения, переключатель режи-„ мов работы,отл ича ющийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечейия йзомерения параметров любых пассивных двухэлементных двухполюсников, в него введены инвертор и масштабирующий преобразователь, причем их входы соединены с выходом измерительного блока, а выходы соединены с входами второго и первого ключей соответственно, выходы которых соединены с вторым входом измерителя среднего значения, выход переключателя режимов работы соединен с управляющим входом масштабирующего преобразователя.

1756834