Преобразователь параметров трехэлементных с двухполюсников

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1н1 57272!

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.11.74 (21) 2074921/21 (51) М. Кл С 01R 27/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Мини."тров СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 03.10.77 (53) УДК 621.317.738 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Маланин, С. Ф. Фельдберг и К. H. Чернецов

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

RLC ДВУХПОЛЮСИИКОВ

Изобретение относится к электроизмерительнои 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.

Известны преобразователи параметров комплексного сопротивления в на пряжение. Один 10 из извес гных преооразователей параметров комплексного сопротивления в напряжение содержит источник напряжения, выход которого через преооразуемое сопротивление подключен к входу основного усилителя, а вы- 15 ход основного усилителя подключен к одному входу сумматора, другой вход сумматора соединен с выходом дополнительного усилителя.

11ричсм в цепь ооратной связи дополнительного усилителя включен образцовый резистор, а вход дополнительного усилителя через сопротивление равновесия соединен с источником напряжения. Кроме того, выход сумматора через дополнительный образцовый резистор соединен с одним из зажимов для подключения преобразуемого сопротивления.

Недостатком известного преооразователя параметров комплексного сопротивления в напряжение является то, что он не позволяет измерять параметры трехэлементных RLC двухполюсников, что определяет его низкие

1рункциональныс возчожности.

1звестно другое устроиство, принятое в

Ka÷ññlèñ про1о типа, позволяющее измерять параметры двухцолюсников, состоя1цих только из двух элементов К1 или К1,, и содержащее источник питания, выход которого подкл1очен к исследуемому двухполюснику и к опорному входу 1разового детектора квазиравновесия, сигнальныи вход которого соединен с выходом усилителя, в цепи ооратнои свьзи которого включена ооразцовая мера, а вход подсоединен к компара1ору токов. h, выходу усил11теля подключен сиенальный вход управляемого элемента, выход которого через ооразцовую меру сосд1гпен с компаратором токов, и управляющии вход соединен с выходом фазового детектора. Известное устp0llc1l30 Ооладает низкими функциональными воз чожносгями, пе позволя1ощими изчерять параметры трехэлементных двухполюсников, состоящих из трех элементов К, 1 и С, Целью изооре1ения является расширение функциональных возможностей устроиства. ,=)то достигается тем, что преооразователь парачетров трехэлемснтных kL(; двухполюсников, содержа щии источник час1отно-модулированного сигнала, соединенный с одним из зажичов для подключения Ооъекта измерения, другой важи,ч при этом соединен с

572721 входом операционного усилителя с включенным образцовым .конденсатором в цепи обратной связи, выход операционного усилителя подключен к одному из входов управляемого делителя напряжения и к одному из входов фазочувствительного выпрямителя, а также к входу одного вольтметра, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с одним из входов управляемого делителя напряжения, а выход управляемого делителя напряжения соединен с другим вольтметром, другой вход фазочувствительного выпрямителя подключен к выходу источника частотно- модулированного сигнала, он снабжен интегрирующим усилителем, дополнительным управляемым делителем напряжения, амплитудным детектором огибающей, образцовым и дополнителы|ым образцовым резисторами и добавочным вольтметром, причем выход интегрирующего усилигсля соединсн с одним из выводов образцового резистора, другой вывод при этом соединен с входом операционного усилителя, а также - одним из выводов дополнительного образцового резистора, другой вывод дополнительного ооразцового резистора соединен с управляемым делителем напряжения, вход интегрирующего усилителя соединен с вольтметром и дополнительным управляемым делителем напряжения, один из входов которого подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, другой вход соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, а вход амплитудного детектора огибающей соединен с одним из входов фазочувствительного выпрямителя.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя параметров трехэлементных К/ С двухполюсников, состоящих, например, из параллельно включенных элементов К, 1 и С.

Устройство содержит источник частотномодулированного сигнала 1, который соединен через двухполюсник 2, содержащий преобразуемые элементы 3 (C), 4 (L) и 5 (К), с входом операционного усилителя b, в цепи обратной связи которого включен образцовый конденсатор 7 (C>). Выход источника частотно-модулированного сигнала 1 подсоединен к входам фазочувствительного выпрямителя 8 и управляемого делителя напряжения 9, выход которого соединен с вольтметром 10 и с входом интегрирующего усилителя 11, выход которого через образцовый резистор 12 (R») соединен с входом операционного усилителя б, Выход операционного усилителя соединен с другим входом фазочувствительного выпрямителя 8 и входом управляемого делителя напряжения 13, управляющий вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя 8, и выход с входом вольтметра 14 и через образцовый резистор 15 (Rrs) — с входом операционного усилителя б.

Выход операционного усилителя соединен с входом вольтметра 16 и с входом амплитудного детектора огибающей 17, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения 9.

Преобразователь работает следующим образом.

На пряжение на выходе усилителя 6 равно

1 1 К 1

1С+ . + — — К вЂ”.

У У 1 R 1 1 12 {1)

%з С, +

1з где Ur — напряжение источника частотно - модулированного сигнала 1;

10 9 — К, = — —, — коэффициент

4 управляемого напря>кения 9; передачи делителя

Ки — коэффициент передачи интегрирующего усилителя 11;

20 з

К„= —" — коэффициент передачи ос управляемого делителя напряжения 13.

Оо.означив (2) К, ʄ— =К, 1 12

30 (3) 13 К

R15 можно записать

1 1 К!

1С+ . + ——

/сдL R /о>

/С,+К, (4) 40

При выполнении условия синфазности напря- жения Уз по отношению к Ur, то есть

I .U,=0, {5) 1 о)зС вЂ” — + К

L у . U„= — U„ е Ui оРС7

55 Амплитудный детектор огибающий 17 выделяет огибающую частотно-.модулированного сигнала Уз, и если условие

" =0 {7) (6) 60 и ОЭ не выполняется, то он своим выходным сигналом регулирует коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 9 до выполнения условия (7), при котором справедливы

65 следующие выражения.

45 которое достигается автоматически путем регулирования коэффициента, передачи К з управляемого делителя на пряжения 13 сигналом, поступающим на его управляющий вход с выхода фазочувствительного выпрямителя

50 8, можно записать

&72721

Составитель Л. Сотникова

Редактор Н. Хлудова Техред М. Семенов Корректор Е, Хмелева

Заказ 2085(14 Изд. № 717 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Напряжение Ув на выходе усилителя 6

lu.l=u, (8)

Напряжение U» на выходе управляемого делителя напряжения 13

Jv„J=u " (9)

Напряжение U9 на выходе управляемого 10 делителя напряжения 9 у 1ц R (1О)

11

Как видно из выражения (8), напряжение

Ув, измеряемое вольтметром 16, .прямо пропорционально величине преобразуемой емкости элемента 3 (С), а напряжения U

4 (L).

Для преобразования параметров К1 С двух- 25 полюсников с последовательной схемой замещения двухполюсник включают в цепь обратной связи еще одного операционного усилителя, выходной ток которого затем преобразуют. 30

Формул а изобретения

Преобразователь параметров трехэлементных К1.С двухполюсников, содержащий источник частотно-модулированного сигнала, сое- 35 диненный с одним из зажимов для подключения объекта измерения, другой зажим при этом соединен с входом операционного усилителя с включенным образцовым конденсатором в цепи обратной связи, выход операционного усилителя подключен к одному из входов управляемого делителя напряжения, к одному из входов фазочувствительного выпрямителя, а также к входу одного вольтметра выход фазочувствительного выпрямителя соединен с одним из входов управляемого делителя напряжения, а выход управляемого делителя напряжения соединен с другим вольтметром, другой вхо д фазочувствительного выпрямителя подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены интегрирующий усилитель, дополнительный управляемый делитель напряжения, амплитудный детектор огибающей, образцовый и дополнительный образцовый резисторы и добавочный вольтметр, причем выход интегрирующего усилителя соединен с одним из выводов образцового резистора, другой вывод соединен с входом операционного усилителя, а также с одним из выводов дополнительного образцового резистора, другой вывод дополнительного образцового резистора соединен с управляемым делителем напряжения, вход интегрирующего усилителя соединен с вольтметром и дополнительным управляемым делителем напряжения, один из входов которого подключен к выходу источника частотно. модулированного сигнала, другой вход соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, а вход амплитудного детектора огибающей соединен с одним из входов фазочувствительного выпрямителя.