Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 538302 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено21,05,74 (21) 2025416/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.12.76Бюллетень №45 (45) Дата опубликования огисания 26.01.77 (51) М. Кл,з

С» 01 R 17/00

G 01 R 27/00

Государстеенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62 1.3 1 7.733 (088.8 ) (72) Лвторы изобретения

В, П, Маланин, С. М. Фельдберг и К. Н, Чернецов

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХ

ПАССИВ НЫХ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, к области измерения соотавляющих комплексных величин переменного тока, может быть использовано при иэмерении параметров комплексных величин, 5 несущих информацию об исследуемом объекте °

Известен преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двух40 полюсников, состоящий из параллельно соединяемых первого преобразуемого элемента (активного или реактивного) и комплексного сопротивления, представляющего собой последовательно соединяемые второй преобра- 15 зуемый элемент (активный) и третий преобразуемый элемент (реактивный), содержаший источник частотномодулированного сит нала и усилитель, ко входу которого подключается один из выводов исследуемого двух- О полюсника, а к выходу - амплитудный детектор огибающей, Недостатками известного устройства яв ляются низкое быстродействие вследствие 25 того, что результат измерения получается путем последовательного приведения изм рительной цепи в два состояния квазиравновесия и последующего преобразования параметров двухэлементной цепи; высокая сложность иана наличия в схеме четырех регулируемых элементов; низкие функциональные возможности

Нель изобретения — повышение быстродействия, упрощение схемы и расширение функциональных возможностей, B предлагаемый преобразователь введены дифференцирующий и интегрирующий усилители, два управляемых делителя напряжения, два логометрических преобразователя, два образцовых конденсатора, вольтметр, фазочувствительный индикатор и сумматор. При этом выход источника частотномодулированного напряжения соединен со входом дифференцирующего усилителя и с одним из входов фазочувствительного индикатора и сумматора; выходы дифференцирующего усилите= ля и фазочувствительного индикатора подклю538302 логометрического преобразователя 5 и через образцовый элемент 18 - со входом усилителя 12. Выход интегрирующего усилиод- теля 5 соединен с другим входом логоме пре рического преобразователя 17, Преобразователь работает следующим обо разом. При выполнении условия

"з ju)c<+ "з "ч j м

Выход усилителя 12 соединен с воль метром 14., со входами амплитудного детек« тора огибающей 15, фазочувствительного индикатора 16 и логометрического преоб- Я разователя 17, Другой вход индикатора 16 подсоединен к источнику частотномодулированного сигнала 1. Выход индикатора 16 соединен с управляющим входом управлявмого делителя напряжения 4, вход которого б соединен с выходом дифференцирующего усилителя 2. Выход амплитудного детектора огибающей 15 соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения 7, выход которого соединен с другим входом 60 (К К - цС Я =О, (4) откуда

ШК2x =Щс„„%1 (5) и 2

1 и К, К, С«

12 1 С РЯС ь и о

Подставив (4) и (5), получим

jy - g Ай

42 а СИ (8)

Таким образом, при выполнении условии (1) сигнал на выходе усилителя 12, изме чены соответственно ко входам первого управляемого делителя напряжения, выход кс торого соединен со вторым входом суммат ра, и через интегрирующий усилитель - к ному из входов второго логометрического образователя, второй вход которого соединен со вторым входом фазочувствительног индикатора, входами амплитудного детектора и вольтметра; выход сумматора присоединяется ко второму выводу исследуемого р двухполюсника и к первым входам первого логометрического преобразователя и второго управляемого делителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход — со вторым ) входом первого логометрического преобразователя и через второй образцовый конденсатор - со входом усилителя, в цепь обрач ной связи которого включен первый образцовый конденсатор. IQ

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников, состоящих, например, из параллельно соединенных емкости и комплексного сопротивления, представляющего собой последовательное соединение активного сопротивления и емкости.

Источник частотномодулированного сигнала 1 подключен ко входу дифференцирующего усилителя 2 и ко входу сумматора напряжения 3, другой вход которого подключен к выходу управляемого делителя напряжения

4 и ко входу интегрирующего усилителя 5, Выход сумматора напряжений 3 подсоединен ко входам логометрического преобразователя 6, управляемого делителя напряжения 7 и через исследуемый двухполюсник 8, содержащий преобразуемые элементы 9 (С ), 10 (К ) и 11 (С,„) подключается ко входу усилителя 12, в цепь обратной связи которого включен образцовый конденсатор

13, 45 где U - напряжение на выходе суммат< Ъ ра напряжений 3; (-K7) - коэффициент передачи второго управляемого делителя напряжения 7, напряжение на выходе усилителя 12

J СIà

U„- » <- °,!.

iu ) и) Си

Так как напряжение на выходе сумматора напряжений 3

0 =О,+U+=0„+jmК К 0„=0 (1+jtaK К ), где U< — напряжение источника частотномодулированного сигнала 1;

U - напряжение на выходе управляемо

4. го делителя 4;

j а К2» коэффициент передачи дифференцирующего усилителя 2;

К4 - коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 4

0(2 =") (1+Зо x2к(,) з

"Q J(L СМ

=-Ц - (1 «,3 (О К 2 К (()

Са

i3 (иЭ и а)

4 -Ju) C«R

C e i (ul C«R I(I) с, = — Uq —. g„ q((< "а а О

3 ((>К2К С« О) ° (Я

При выполнении условия синфазности на-! пряжений ии и tJ достигаемого ре у ровкой коэффициента передачи К делителя

4 сигналом с фазочувствительного индикатора 16, мнимая часть выражения (3) равна нулю, т,е, 538302

5

- коэффициент передачи усилителя 5, 1а) или, с учетом (8), ряемый вольтметром 14, пропорционален величине преобразуемого элемента 11 (С ), Выполнение условия (1 ) достигается тем, что сигнал с усилителя 12 (U ) постую ет на амплитудный детектор огибающей 15, который регулирует коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 7 (-К ) до тех пор, пока ток, текущий через элемент 9 (С ), не будет равен току, текущему через элемент 18 (С„), т.е. пока не 10 будет выполнено условие (1), В противном случае сигнал на выходе усилителя 12, полученный из (1) и (2) в виде выражения

0 = О,.С1131о К (9) = 02U3 9 7 9 =Ц -Ц(ИЮк кч) 9 7 Q 3

С9-К7 С18 ным. будет зависеть от частоты питания и модулироваться в соответствии с законом ее изменения, меняя сигнал на выходе амплитудного детектора огибающей 15 до тех пор, пока

Преобразователь параметров нерезонаноных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащий источник частотномодулированного сигнала и усилитель, ко входу котсрого подключается один из выводов исследуемого двухполюсника, а к выходу подсоединен амплитудный детектор огибающей, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей„он снабжен дифференцирующим и интегрирующим усилителями, двумя управляемыми делите» ,лями напряжения, двумя логометрическими преобразователями, двумя образцовыми конденсаторами, вольтметром, фазочувствитель ным индикатором и сумматором, при этом выход источника частотномодулированного напряжения соединен со входом дифференци» рующего усилителя и с одним из входов фазочувствительного индикатора и сумматора, выходы дифференцирующего усилителя и фазочувствительного индикатора подключены соответственно ко входам первого управляемого делителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом сумматора, и через интегрирующий усилитель — к одному из входов второго логометрического преобразователя, второй вход которого соединен со вторым входом фазочувствительного индикатора, входами амплитудного детектора и вольтметра, выход сумматора присоединяется ко второму выводу исследуемого двухполюсника и к первым входам первого логометрического преобразователя и второго управляемого делителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом амплиСд = )сч сне| (7 ) что соответствует выполнению условия (1).

Из выражения (7) видно, что для определе ния преобразуемой емкости 9 (С ) необхе-3 димо определить значение К, для этой цели используется логометрический преобразс ватель 6, определяющий величину

0 С

9

7 3,5

U Cie

rAe U> - напряжение на выходе управляемс>го делителя напряжения 7.

Из выражения (5) видно, что коэффициент передачи К управляемого делителя на 4О пряжения 4 пропорционален постоянной вре,мени цепочки, состоящей из преобразуемой емкости элемента 11 (С ), и преобразуемого сопротивления элемента 10 (К ), т.е, o

СИ R40 (8) кя и для ее определения можно подключить ко входу и к выходу делителя 4 логометричеокий преобразователь.

В устройстве с целью получения сигнала, пропорционального сопротивлению элемента

10 (R« ), сигнал с делителя 4 (u4 ) пропускают через интегрирующий усилитель

5 (чтобы изменение частоты не влияло на 65 результат): к к

U< - ц, . - о кяк и . ц к,к к, Jm J где U - напряжение на выходе интегриру« ющего усилителя 5; 60

1 1 с„)

t2 12 3 7

jmC> )и> С4в и затем, разделив этот сигнал с помощью логометрического преобразователя 17 на сигнал с выходного усилителя 12, получают с учетом выражений (6) и (9): п

U (и

Если преобразуемый элемент 9 исследуемого двухполюсника 8-активное сопротивление или индуктивность, элемент 18 должен быть соответственно активным или индуктив

Формула изобретения

538302

Составитель М. Барашков

Редактор Б. Федотов Техред М. Ликович Корректор C. IUeKMap

Заказ 5714/26 Тираж 1010 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тудного детектора, а выход - со вторым входом первого логометрического преобразователя и через второй образцовый конден8 сатор — со входом усилителя, в цепь обрач ной связи которого включен первый обраэцовый конденсатор.