Операционное устройство для преобразования параметров электрических цепей в напряжение

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 547699 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.75 (21) 2158818/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.0> 77. Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания12.07.77 (И) М Кл

G 01 R 17/06

Государственный комитет

Совета й1инистров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК

621.317.33 (088.8) (72) Автор изобретения

Л. И. Волгин (71) Заявитель (54) ОПЕРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ В НАПРЯЖЕНИЕ

l5

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и, в частности, может быть использовано для линейного преобразования активных сопротивлений, емкости и индуктивности в напряжение.

Известны операционные преобразователи параметров электрических цепей в напряжение, в которых сигнал пропорционален отношению двух импедансов (1) .

В известном устройстве отличие коэффициента передачи повторителей напряжения от единицы обуславливает погрешность от нелинейности, Известное устройство не обеспечивает получения выходного сигнала, пропорционального отношению любых двух импедансов многоэлементного двухполюсника.

Известно также операционное устройство для преобразования параметров электрических цепей в напряжение, содержащее многоэлементный двухполюсник, состоящий из последовательно включенных (N-1) прямо пропорциональных импедансов и токозадаюшей цепи, состоящей из последовательно включешгых источника опорного напряжения и обратно пропорционального импеданса, (N-1) неиверсных повторителей напряжения, входы которых присоединены к соответствующим прямо пропорциональным импедансам (2) .

Однако, это устройство имеет недостаточно высокую линейность функции преобразования и небольшие функциональные возможности.

Цель изобретения — повышение линейности функции преобразования и расширение функциональных возможностей.

Это достигается тем, что в операционное устройство для преобразования параметров электри. ческих цепей в напряжение, содержащее многоэлементный двухполюсник, состояший из последовательно включенных (N-1) прямо пропорциональных импедансов и токозадающей цепи из послецовательно включенных источника опорного напряжения и обратно пропорционального импеданса, (N-1) пов торителсй напряжения, выходы которых присоединены к соогветствующим прямо пропорциональным импедансам, введен ииверсш ьй уси нп ель напряжения, вход которого присоелшюи к токозадающей цепи, причем многоэлементный двухполюсник подключен между высокопотенциальиым выходным зажимом первого повторителя напряжения и иизкопотси шальным выходным зажимом ии25 версиого viH.t ït .itÿ и иьряжсния ° а ос1аиыи :е яы

5476о9 ходные зажимы повторителей и усилителя напряжения соединены последовательно.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого операционного устройства, Устройство содержит многоэлементный двухполюсник 1, состоящий из последовательно соединенных токозадаюшей цепи 2 и из цепи 3, содержаа нй (N-1) прямо пропорциональных импедансов 4.

Токозадаюшая цепь содержит обратно пропорциональный импеданс 5 и источник 6 опорного напряжения. Неинверсные повторители 7 напряжения имеют ко. ффициенты передачи близкие к единице.

Инверсньгй усилитель 8 имеет коэффициент усилеНня намного больше единицы. Многоэлементньгй

Дггухполнх.ник присоединен к высокопотенцнальНому выходному зажиму 9 первого повторителя н

1ч низкопотенциальному выходному зажиму 10 усиДйтеля 8.

Работа устройства осуществляется следующим

Образом.

Прямо пропорциональные импедансы 4 под to ettt t к входам повторителей 7. Токозадаюшая

Цейь 2, содержащая обратно пропорциональньгй им11еДанс 5, подключена ко входу усилителя 8. Паде11Не напряжения íà i-том прямо пропорциональном

НМпедансе 4 и напряжение на выходе i-того повто11Нтеля 7 определяются соответственно выражеНДями

11= U(3 3)

К;Е;

Ю ще Z; и 2 гЧ вЂ” соответственно полные сопротивле11йя i-того прямо пропорционального и обратно пропорционального импедансов 4 и 5. tJ — напряже11не источника 6 опорного сигнала; К; — коэффициФйт передачи i-того повторителя напряжения (! =

1 2,....N); К вЂ” коэффициент усиления усилителя 8.

Погрешность от нелинейности определяется выражением

1-Кг Z t I-h, Е2 1 Н -г Еиг л

1ФК 7.н 1ФН Z|t 1г К 2м

Отсюда следует, что погрешность от нелинейности уменьшается с приближением К| к единице н с увеличением коэффициента усиления К.

В известных операционных устройствах по1рвцгность от нелинейности определяется выражеНИФ м

Таким образом, цредчагаемое усгройсгво обеспечивает в (1 + К) раз меньшую погрешность по сравнению с известными устройствами. При этом в известных усгройствах к стабильности коэффициентов передачи К; повториtetteA напряжения предъявляются высокие требования. В предложенном устройстве к стабильности коэффициентов передачи К; повторителей напряжеггия и к коэффициенту усиления К усилителя не прецьявляются

1р жесткие требования, так как здесь осуществляется взаимокомпенсалня влияния изменений К j и К.

В устройстве условие линеаризаиии (К;- 1 и:и.

K — + ) не зависит от параметров импедансов 4 и 5, т,е, изменение 2; и ZN (например, от взаимодействия влняюгг|их факторов темперагуры, влажности и пр.) не влияет на линейность функции преог разов ания.

20 Формула изобретения

Операционгг|эе устройство для преобразования параметров электрических цепей в напряжение, содержащее многоэлементный двухполюсник, со25 стоящий из последовательно включенных (N-1) прямо пропорпиональных импедансов и токозадаюшей цепи иэ последовательно включенных источника опорного напряжения и обратно пропорционального импеданса, (|Ч-1) повторителей напряжения, 30 входы которых соединены с соответствующим прямо пропорциональным импедансом, о тл и ч а юШе е ся тем, что, с целью повышения линейности функции преобразования и расширения функциональных возможностей, в устройство введен ин85 версный усилитель напряжения, вход которого присоединен к токозадаюшей непи, причем многоэлементный двухполюсник подключен между высокопотенциальным выходным зажимом первого повторителя напряжения и низкопотепциальным выходным зажимом инверсного усилителя напряжения, а остальные выходные зажимы повторителей напряжения н инверсного усилителя напряжения соединены последовательно.

Источники информации, прннятьге во внимание прн экспертизе:

1, Авгорское свидетельство СССР N 296045, М.Кл G 01 R 17/06, опубликовано 05.08,69.

2. Волгин JI,È, Линейные электрические преобразователи для измернгельнь х приборов и систем "Совегское радио", 1971, рнс. 221.

5476УУ

Составитель П, Лен

Теxp0A А. Ьогаан

Коррек эр Е. Скучна

Ренактор 0.(тенина

Зека й74/98

Тира», I 10I Давнионое

Ш(ИИПИ Гаеударлвенно я комитета (080TA Министров A СР но llLííì изобретений и открьлий

I I 3035, Москва, Ж "35, Рву нская наб.,и,4)1 (з

Фн,ILIA IIIIII "Па III ", г, Ужюрон, ун, Пр1екцюа,4