Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников

 

О П И С А Н И Е (р ввв2ов

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

I (22) Заявлено 26.02.76 (21) 2328086/21 (51) 1й. Кл. с прнсоелинением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано25.07.77.Бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания,25.08.77

С 01 R 27/26

// Н 03 К 1 3/OO

> осударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и отнрсг ий (53) УДК 621.317.33 (088.8) В, П. 4аланин, С. М. Фельдберг и К. Н., Чернецов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Пен.>енский политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ,ПВУХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение огносится к электроизмерительной технике, а именно к области измерения составляющих комплексных величин переменного тока и может быть использовано при измерении параметров комплексных величин, несущих информацию об исследуемом объекте.

Известно устройство для измерения параметров трехэлементных двухполюсников, содержащее источник сигнала, управляемые щ делители напряжения, преобразователь и индикатор (17

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие ввиду получения результата измерения путем последовательно- 5 го приведе.,ия измерительной цепи в состояния квазиравновесия, Известно также устройство для измерения параметров трехэлементных двухполюсников, содержащее источник частотномодули-2а рованного сигнала, соединенный с одним из входов сумматора напряжений, усилитель, вход которого соединен с одним из зажимов для подключения исследуемого объекта и одного из выводов первого образцового 25 конденсатора, и второго образцового конденсатора, другой вывод первого образцового конденсатора соединен с выходом основного управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, при этом выход усилителя подключен к одному из входов измерителя отношений. напряжений и к одному из входов фаэочувствительного индикатора, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного управляемого делителя напряжения и вольтметр (2g, Однако это устройство имеет низкую точность из-за . наличия в его схеме таких блоков, как дифференцирующий и интегрирующий усилители, коэффициенты передачи которых входят в выражения для выходных сигналов устройства.

1Лелью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров трехэлементны х двухполюс ников, содержаший источник частотномодулированного сигнала, соединенный с одним из входов сумматора напряже566 205 ний, усилитель, вход которого соединен с одним иэ зажимов для подключения исследуемого объекта и одного из выводов первого образцового конденсатора и второго образцового конденсатора, другой вывод llepвого образцового конденсатора соединен с выходом основного управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектсьра огибающей при атом выход усилителя со-! 0 единен с одним из входов измерителя отношений напряжений и с одним иэ входов фазочувствительного индикатора, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного управляемого делителя напряжений, и вольтметр, введены третий образцовый конденсатор и образцовый резистор, а также измеритель o|íoøåíèÿ токов, причем выход источника частотномодулированного сигнала соединен с зажимом 20 для подключения исследуемого объекта и с входом основного управляемого делителя напряжения, а выход последнего соединен с вольтметром, кроме того, выход усилителя соединен с одним из входов дополнитель- 25 ного управляемого делителя напряжения и с другим входом сумматора напряжений, вы-. ход которого через образцовый резистор соединен с одним из входов измерителя отношения токов и с другим входом фаэо- З0 чувствительного индикатора, при этом другой вход измерителя отношения токов через третий образцовый конденсатор соединен с другим входом измерителя отношения напряженкй и с выходом дополнительного уп- 55 равляемого делителя напряжения, причем указанный выход последнего соединен с другим выводом второго образцового конденсатора, кроме того выход измерителя отношения токов соединен с входом ампли-. 40 тудного детектора огибающей, На череже приведена структурная элек трическая схема преобразователя парамет-" ров трехэлементных двухполюсников.

Устройство, содержит источник 1 час- 45 тотномудулированного сигнала, подключенный к входам основного управляемого делителя 2 напряжения, сумматора 3 напри«: жений и через исследуемый двухполюсник

4 (содержащий преобразуемь е элементы, 50 например конденсатор 5, резистор 6 и конденсатор 7 ) к входу усилителя 8. Вход усилителя 8 через первый образцовый конденсатор 9 подключен к выходу основного управляемого делителя 2 напряжения и вхо . 55 ду вольтметра 10, а через второй образцовый конденсатор 1 1 — к выходу дополнительного управляемого делителя 12 напряжения и входу измерителг 13 отношения напряжений. Выход усилителя 8 соединен 60 с входом дополнительного управляемого делителя 12 напряжения, другим входом . измерителя 13 отношения напряжений, входом фазочувствительного индикатора 14 и другим входом сумматора 3 напряжений, выход которого соединен с другим входом фаэочувствительного индикатора 14 и через образцовый резистор 15 с входом измерителя 16 отношений токов, другой вход которого через третий образцовый конденсатор 17 соединен с выходом дополнительного управляемого делителя 12 напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом фазочувствительного индикатора 14. Выход измерителя 16 отношения токов через амплитудный детектор 18 огибающей соединен с управляющим входом основного управляемого делителя 2 напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

При выполнении условия

U j MC.z+U (-К )ЗИСАМ =О, (1.) М - коэффициент "передачи основного управляемого делителя 2 напряжения;

Q — напряжение на выходе основного управляемого делителя 2 напряжения; напряжение на выходе усилителя 8 равно:

1 ос«к1

Я

6 )с0 CT где C — емкость образц вого конденсатора 11, С- — емкость конденсатора 7;

R — сопротивление резистора 6;

К, †коэффициент передачи дополнительного управляемого делителя 12 напряжения

U, !

8 (4) При выполнении условия

Реи,У =О, (5) где Цз U U6 (6)

U — напряжение на выходе сумматора

3 напряжений, достигаемого регулировкой

„где U - напряжение источника 1 частотномодулированного сигнала .;

С5- емкость преобразуемого элемента 5;

С0- емкость образцового конденсатора 9, ю

Uz К

2 ц (2) 566205 коэффициента передачи К у дополнительного управляемого делителя 1 2 напряжения сигналом с выхода фазочувствительного индикатора 14, справедливо выражение

О оаС, ыС,„К„ (7) С

>(>7 откуда (8) 1О ь

t> .U

juC, (9) Выходной сигнал А измерителя 1 3, отнощения напряжений измеряющего отношение ф7(, с учетом выражений (8) и (4) ра11 С

>7

А

0 С (10)

Выходный сигнал А> измерителя 16 отноше-20 ния токов, измеряющего модуль л отношения токов } и, :л,> текуших соответственно через образцовый резистор 15 и образцовый конденсатор 17, равен

Å11) А >5 4

>5 >2 > > !7

U =U—

С5

9 (13) Как видно из выражений (10), (12) и (13) преобразователь позволяет получить выходные сигналы, пропорциональные велич - 55 нем Су, R и С соответственно.

Если преобразуемый элемент 5 исследуемого двухполюсника 4 — активное сопротив- ление или индуктивность, то элемент 9 дол60

Подставляя выражения (3), (4) и (9) в равенство (11), получаем

СпРь с> я> (12}

Как видно из, выражений (10) и (12), как выходной сигнал измерителя 13 отношения напряжений, так и выходной сигнал иэме35 рителя 16 отношения токов являются частотнонеэависимыми при выполнении условия (1). Если условие (1) не выполняется, то выходное сигналы А > и Д2 становятся частотнозевисимыми, и амплитудный детектор

40 огибающей 18 своим выходным сигналом изменяет коэффициент передачи К основ2 ного управляемого делителя напряжения 2 до выполнения условия (1), при котором

cBFHBJIbl А1 и Д частотнонезависимые.

4f

Напряжение 3 на выходе основного уп2 равляемот с делителя 2 напряжения, измеряемое вольтметром 10> с учетом (1) и (2), равно 50 жен быть соответственно ектнвнь>м или индуктивным, Формула изобретения

Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников, содержащий источник частотномодулированного сигнала, соединенный с одним из входов сумматоре напряжений, усилитель, вход которого соединен с одним из зажимов для подклк>чения иссле цуемого объекта и одного из выводов первого образцового конденсаторе, и второго

1 образцового конденсатора, другой вывод первого образцового конденсатора соединен с выходом основного управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, при этом выход усилителя соединен с одним иэ входов измерителя отношений напряжений и с одним из входов фезочувствительного индикатора, выход которого соединен с управляющим вхо>дом дополнительного управляемого делителя напряжения, и вольтметр, о т л И ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третий образцовый конденсатор и образцовый резистор, а также измеритель отношения гоков, причем выход источника частотно-моду лированного- сигнала соединен с зажимом для подключения исследуемого объекта и с входом основного управляемого делителя напряжения, е выход последнего соединен с вольтметром, кроме того, выход усилителя соединен с одним из входов дополнительноГо управляемого делителя напряжения и с другим входом сумматора напряжений, выход последнего через образцовый резистор соединен с одним из входов измерителя отношения токов и с другим входом фазочувствительного индикаторе, при этом другой вход измерителя отношения токов через третий образцовый конденсатор соединен с другим входом измерителя отношения напряжений и с выходом дополнительного управл4емого делителя напряжения, причем указанный выход последнего соединен с другим, выводом второго образцового конденсатора, кроме того, выход измерителя отношения токов соединен с входом амплитудного де тектора огибающей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 248065, кл, (3 01 К 27/02, 20.02.68.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 538302 кл. Q 01 R 17/00, 21.05.74.

566205

Составитель К. Шитиков

Редактор О. Станина Техред И. Асталош Корректор П Макарев«

Заказ 2426/31 Тираж 1101 Подписное

БНИИПИ 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