Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников

 

Ол ИСАНИЕ (il)536437

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено13.02,74 (21)1996959/21 с присоединением заявки № (51) М. Кл.е

Cj 01 R. 17/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25.11.76.Бюллетень № 43 (53) УДК 621.317. . 7 3. 083 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 20.05.77

В. П. Маланин, С. М. Фельдберг и К. H. Чернецов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХ

ПАССИВНЫХ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение относится к электроизме рительной технике и, в частности, к измерению составляющих комплексных величин переменного тока.

Известно устройство, позволяющее измерять параметры нерезэнансных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащее трансформатор, образцовые проводимости, усилители, амплитудный детектор огибающей источник частотно модулированного сигнала, амплитудно-дифференциальный указатель.

Однако известное устройство имеет низкое быстродействие, так как результат измерения получается путем последовательного приведения измерительной цепи в два состояния квазиравновесия и последующего преобразования параметров двухэлементной цепи, а также ограниченные функциональные возможности.

Uemь изобретения — повысить быстродействие и расширить функциональные возможности преобразователя.

Это достигается тем, что выход первого усилителя подсоединен ко входам первого логометрического преэбразователя, перв or o управляем or o делителя напряжения и через другую вторичную обмотку трансформатора Ко входам второгo и третьегэ логометрического преобразователя, а также фазочувствительного индикатора, выход которого подключен к управляющему входу второго управляемого делителя напряжения, другой вход которого подключен

10 Ко второму входу третьего логометрического преобразователя, входу второго управляемого делителя напряжения и выходу второго усилителя, в цепи обратной связи которого стоит образцовый элемент, ана-!

5 логичный третьему преобразуемому элементу двухполюсника, а вход усилителя через образцовый активный элемент соединен с выходом второго управляемого делителя напряжения и другим входом второ20 го логометрического преобразователя, и через цепочку, состоящую из двух равных образцовых элементов, идентичных первому элементу двухполюсника, соединен со вхо:дом первого усилителя, причем средняя

25 точка этой цепочки подключена к другому

536437

Е »/ «.») С

Ъ

U1o с -с„,!

8»" 09

6Д О 1

U)) т=R

ИИ18

60 вхэду первого лэгометрического преобразователя и к выходу первэго управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибаюшей, входы котoporo пэдклэчены к выходам второго и третьего

-r oг ометрических пре обр аз ователей.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь состоит из источника

1 частотно модулированного сигнала подключенного к обмотке 2 трансформатора 3, обмотки 4, исследуемого двухполюсника 5, с оде ржашег о пре образуемые элементы 6 ("-. ), 7 (R ), и 8 («-8), усилителя 9, управляемого делителя напряжения 1 О, образцовых конденсаторов

11 («-1») и - 2 (12), обмотки 13 логометрических преобразователей 14, 15 и

16, фазочувствительного индикатора 17, управляемого делителя напряжения 18, второго усилителч 19, образцовых конденсатора 20 (С20), сопротивления 21 (R2») и амплитудного детектора огибающей 22.

Работает преобразователь следующим образом.

Напряжение на выходе усилителя 9 рав-.но

Е ({ / j ul С и К )

U )

1/ щ С + » /({/Я ))Ц) С, где Еэ -напряжение, снимаемое с обмотки 4 трансформатора 3;

К вЂ” коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 10 (К «» 1).

При этом TOK протекаюший через исследуемый двухполюсник 5, равен току )„ прэтекаюшему через конденсатор 11, т,е. . Напряжение, приложенное к

У 1» емкости 8 исследуемого двухполюсника 5, равно

1l ju) « /({/К )tj«)«)«

Как видно из этих равенств при

С =С„„. O,==--uu, Напряжение, приложенное к параллельному соединению элементов 6 и 7, равно

С = «.„„- К, алгебраически суммируя величины Zo и Ос) ключения к выходу усилителя 9 одного из концов обмотки 13 трансформатора 3, имеющей такое же количество витков, что и обмотка 4, на другом конце обмотки 13

I получим напряжение 013 относительно земли раВНоа напряжению U, т.е, Ч = Так как емкость койденсато,7 ра 11 равна емкости конденсатора 12

5 (C»» = C»2) и учитывая, что к ним приложено одно и то же напряжение, то протекающий через конденсатор 12 (С12 ) ток 212 равен

3 =3 =-j

12 11 5

Таким образом мы получили ток 31 равный току 3<, текушему через двухполюсник, и напряжение О» = ({,т, приI ложенное к параллельному соединению элементов 6 и 7 исследуемэго двухполюсника. Затем, разложив ток 3„= — Э на активную и реактивную составляющие относительно напряжения U r, можно по1 лучить величины, пропорциональные элементам 6 и 7 исследуемого двухполюсниха. При выполнении условия синфазности выходного напряжения 01< усилителя 19 с напряжением U,, которое достигается путем изменения величины коэффициента передачи управляемого делителя напряжения 18 выхэдным сигналом фазочувствительного индикатора 17, модуль величины отношения напряжений U»r) и 013, определяемый лог оме трическим пре образова30 телем 16, пропорционален С, а Модуль величины отношения напряжения U{ и напряжения на выходе управляемого деf лителя напряжения 18 U«, определяемый логометрическим преобразователем 15, 35 пропорционален R > . Выходные сигналы лэгометрических преобразователей 15 и

16 поступают на амплитудный детектор огибающей 22, который выделяет огибаюшую амплитуды этих сигналов при изме40 нении частоты источника 1. Выходной сигнал амплитудного детектора огибающей 22 изменяет коэффициент передачи ){ управляемого делителя напряжения 10 до тех

rrop, пока не наступит равенство К С = Сд

11 8, приводяшее измерительную цепь в состояние квазиравновесия, при котором выходной сигнал логометрического преобразователя 14 пропорционален величине емкости

С8 ю та ° где U{o напряжение на выходе управ

55 ляемого делителя напряжения 10, выходной сигнал логометрического преобразователя 15 пропорционален величине сопротивления Я >, т.е.

536437 выходной сигнал логометрического преобразователя 16 пропорционален величине емкости С<, т.е.

Сб го ц, 25

Ф ормула изобретения

Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащий первый преобразуемый алеме нт (активный или ре активный), последовательно соединенный с комплексным сопротивлением, представляющим собой параллельное соединение второго преобразующего элемента (активного) и третьего (реактивного), амплитудный детектор, источник частэтнэ модулированного сигнала, подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через исследуемый двухполюсник под30

35 и каждый из выходных сигналов инвариантен к изменению частоты за счет того, что, напряжение на выходе усилителя 9 (0 О ) при К . С z = С всегда (независим о от частоты) равно падению напряжения на емкости СЕ, и соответственно, напря-! жение U (g всегда (независимо от частоты) равно падению напряжения на элементах 6 (С ) и 7 (Р ); за счет того, что ток 3 2, поступающий на вход преобразователя, собранного на базе усилителя 19 всегда (независимо эт частоты) равен току, текущему через исследуе2С мый двухполюсник, а также за счет того, что преобразование, осуществляемое преобразователем на базе усилителя 19, является частотонезависимым. ключена к входу первого усилителя, логометрические преобразователи, делители напряжения, второй усилитель и фазэчувствительный индикатор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей преобразователя, выход первого усилителя подключен к вхэдам первого логометрического преобразователя, первого управляемого делителя напряжения и через другую вторичную обмотку трансформатора — ко входам второго и третьего логометрического преобразователя. а также фазочувствительного индикатора выход которого подключен к управляющему входу втэрого управляемого делителя напряжения, вторым входом подключенного к второму входу третьего логометрического преобразователя, входу второго управляемого делителя напряжения и выходу

BT op oz o усилителя, в цепь эбра тн ой связи которого випочен образцовый элемент, аналогичный третьему преобразуемому элементу двухполюсника, а вход усилителя через образц овый актив ный зле ме нт с оединен с выходом второго управляемого делителя напряжения и другим входом второго логометрического преобразователя, и через цепочку, состоящую из двух равных образцовых элементов, идентичных первому элементу двухполюсника, соединен с входом первого усилителя, причем средняя точка этой цепочки подключена к другому входу первого логометрического преобразователя и к выходу первого управляе мого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, входы которого подсоединены к выходам второго и третьего лэгометрических преобразователей.

536437

Составитель В. Гаевский

Редактор О. Стенина Техред Г. Родак Корректор Н. Ковалева

Заказ 5769/273 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4