Преобразователь параметров конденсаторов в унифицированные сигналы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11 08 Х 580 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено! 16.06.75 (21)2145570/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

Н 03 К 13/20

9 01 Ц 27/26

Гааударстаеииый иемитет

Саавта Миииетрее СССР ие делам изобретений е атирмтий

{43) Опубликовано 28.11.77. Бюллетень|% 43 (53) УДК 621.317.. 3 Э (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.11.77

Е. С. Ермина, А, И, Мартяшин, Б, Л, Свистунов, П. П. Чураков и В,,И. йляндин (72) Авторы изобретения

Пензенский нопитехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ

В УНИФИЦИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть исйсетьэовано для измерения значений параметров конденсаторов, Наиболее широкое распространение для 5 измерения параметров конденсаторов нашли равновесные мосты переменного тока с ана-. логовым и дискретным уравновешиванием, но они сложны и имеют низкое быстродействие 1, 1Î

Известен преобразователь параметров двухвлвментных нереэонансных алектрических цепей в унифицированпые сигналы, в котором

aburon усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен 15 оперный элемент подключен к одному входу анй логовогосумматора, второй вход квторого под«лючеи к выходу дискретно управляемого дели тела, управляющие входы последнего соединены с выходами реверсивного счетчика, & анеле» QQ говый вход - с выходом интегратора и с од ним входом дифференциального усилйтеля огра» ничителя; выход аналогового сумматора под ключен одновременно через, дифференциатор ко входу усилителя и ко второму входу диф g5 ференциального усилителя-ограничителя„вы ход которого соединен через измеряемую цепь со входом усилителя постоянного тока и со входом интегратора; выходы усилителя, гене ратора I тактирующих импульсов и дифферен циапьного усилителя-ограничителя под«люче ны к соответствующим входам логической вхемы, два выходы которой нод«лючены к сум мирующвй и вычитающей шинам реверсивного счетчика (2 1,, Однако известное устройство имеет невысокую точность преобразования, так как погрешттость коэффициента передачи усилителя постоянного тока и погрешность коэффициента передачи аналогового сумматора входят в суммарную погрешность преобразования, потому что уравновешивание составляющей напряжения, пропорциональной одному из измеряемых параметров исследуемой цепи, происходит на выходе аналогового сумматора, и общая обратная связь не охватывает усилитель постоянного ток&,.

Белью изобретения является повышенив точности преобразования.

581580 з

Это достигаются тем, что преебразоватюль параметров конденсаторов в унифицированные сигналы, содержа3пий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которого соединен чюрюэ интегратор с ннвертнрующим входам дифференциального усилителя-ограничитюлар с аналоговым входом дискретно упра& ляюмопо .сопротивления и с входом преобразователя лараметр-йапряжение, прн етом управ. лающие входы дискретно уцравпяюмого сопро- е тнвпения соединены с соответСТВУюпп3МИ выходами pettepcttttatit:0 счетчика, а выход с33

Вторым -вхОдом пре ОбраэОВатэ338 йара3»етр»339 пряженнэ, н генератор тактовых импульсов, снабжен аналоговым иивертором, переилюча 35 телем, йитюгрируюп3йм ) усилителем, блоком сравнения йнтэрвалов времени, делителем ча3ь, тоть3, причем вход аналогового иивертора соединен с выходом преобрюоватепа парамвтр-напряжение, а выход - с неинвертиру 31 ющим вх33дом дифференц33апьног33 усилител33ограннчитэла и с одним нэ входов ttep93333333чателя, другой вход лерекнючат3838 соединен непосредственно с выходом преобраэ33ват33338 парамютр 8833р83898893 выход пере333330ч33Т9338 лодкл30чен ко.3333033у иитегрируюп3его усилите ла3. выход 33 et"o соэдииюн с одним as иходов бпока Оравйений Витэрва3368 врюмеии3 ЩЦм

ГОй ВХОД ПОСЛЕДИЮГО СОЕД33898 C ВЬЗХОДОМ ГЕ нератора тактовых импул3сов и входом 33юлн @ тела частот 4 причем вь3ход депитюля частоты по33ялючен к оставшемуся входу блана сравнения интервапое времени и к управпа» ющему входу переключатели, а выходы бло ка сравнения ивтерва33ов времени соединэж3 Ж ..с суммирую883м и выычитаю3иим вхо33амн ре верснвнОРЭ Счетчика соот339тственно

На ф333 . 1 ttpaaetteaa структуриаа схема, поюобразоватэпа3 иа фе34. 2» временные дна граммы напряжений и характерных точках new, Устройство содержит лреобраэоватеиь 1 параметр-напра)аеиие! (ППЯ), диффюрэициа3 и гратор 3 (Ип 3), дискретно уцраипяюмою сэ. 6

T3p03 3tRgteии9 4, лереи3330чат3333ь 5, ан@пОгов3яй. инвертор 63 интэгр3333у303383й усилитель 7 (ИУ)

6пок 8 сравнения ) 833тер33833ов времени, генератор 9 тактоеь3х имщ03ьсе33, дюлитэпь 10 частоты Q )el реиерсивщцй счетчик 11

tPC I.,AI ио3383330чеи через анап38 оный ннвертер 6 к

Июннверт33рую83ему вхо33у дифференциального усилителя 2, инвертируюнп3й вход котора о подключен через интегратор 3 к аго же вы хору; выхо33 интегратора 3 подключен к ttep вому входу ПЙ331 и к аиалого33ому воду дискретно у33раапяемси О саарот8833ениа 4, упраппяюп039 833оды иогледаюге с338щщюяы с выходами счетчика 11, а выход - Оа вторым

3 входом преобразователя, Один анапоговь3й вход пефеключатвля 5 соединен с выходом преобразователя 1, а второй - с. выходом аналогового инвертора 6, а выход перекл30чатвля 5 йодключен через интегрирующий уснли тель 7 K Одному входу блока cp&BHeHtta 8, второй вход которого соединен с выходом генератора 9 и со входом делителя частоты

1О, а третий . с выходом делителя: частотой

10 и с управляющим входом перевдочателя б;выходы блока сравнения 8 цодключены ito входам реверсивного счетчика 11,, 8 устройстве преобразователя 1 .представляет собой дэлнтэпь напражеиия, составленный

8s измеряемой цепИ и опорного cottpot tttttte ниа, которое Ъ3шунтировано усилителем поств янного тока..

Устройство работает следу303пнм образома

При - включении преобразователя днфферен» циапьнь3й уснннтепь:ограничитюпь 2 изэа. 63и3ьшаго значениа коэффициента усиления находит ся в насыщенном состоянии н с его вь3хода сннмаетса напряжение + ЕО, С выхода инте гратора Э снимается напряжению + Е—

Ф где 3.33 - размер постоянной времени ИЪЬгратора Э, а Ф. - текуп3юе время. Это напражеИие поступает на инвертиру30ший 93ton усилв тюля 2 и на вход дискретно управляемого сопротивления, напряжение с выхода которого поступает на один 83ход преобразователя

1 и имеют. вид + ЕО, гдето - comi eaae 4, "3 ю

Одновременно иапржкениэ с выхода нате тратора поступает на второй вход преобра-. зователя 1, с выхода 33030pot напряжение поступают на неинвю3п ирующий вход усилителя 2 и держит его в насыщенном состоянии, 8 момент смены знака разности напряжений иа входах усилителя 2 напряжение на et.o въ3ходэ скачком изменяется до велнчнны,Ц эа счет глубокой положительной обратной связи по цепи3 выход усилителя 2, - интегра» тор Э - преобразователь 1 аналоговый инвертор 6 - неинвертирующнй вход усилителя 23 8 описанный процесс повторяется.

Прямоугольные импульсы с выхода усилителя 2 поступают на вход интегратора 3, с

33b33ton8 которсго напряжение поступает на один вход преобразователя 1, на второй вход которого,поступают:,импульсы тока с выхода с383ротивлення 4. .С выхода ППН1, при этом снимается напряжение.

ЦИ:2 1- — Ñß - — + — ". )

Во i @î Я

+v

Перекпючатепь 5 поочередно подклк чает по входу интегрирующего усилителя 7 на примыка30щию, одинаковые и равные 0,5. Т„интервапы времени напряжение +U (4 ) н палучаемое посредствам инвертирования с по581580

5 мощью аналогового инвертора 6 напряжение (). В результате этого к концу периода,То {где Te - период выходных импульсов делителя частоты 10) на выходе интегрирующего усилителя 7 появляется знаКф.у переменный сигНал прямоугольной формы, по скважности которого можно судить о степени компенсации линейно изменяющейся составляющей выходного сигнала ППН,1., Анализскважности,выходиогосигнала уси- t0 лнтеля 7 производится с цомощью бион& срав. пения 8, осуществляющего сравнение число импульсных кодов положительной и отрицатель. ной части сигнала с. выхода усилитела 7

Bciia ети коды не равны, то прн цоступлз» и нии в бйок сравнения 8 импульса опроса на одном. из выходов последнего появляетса число, имнульсов, соответе гвующее разнос и кодов длительности положительной и отрицательной частей сигнала с.выхода усилителя 7. Это щ число записываетса в счетчике 11, сигнаныс выходов котора о переключают сопротивление

Я дискретно управляемого сопротивления ф, Ф

Описанный процесс повтораетса до выл z пеняя условна

Q). и

На выходе преобразователа 2. при этом будет тОлько миакОФщФФФ4е3йзое яиифажежм прямо» угольной формы, мпиамфаа которого иройорпи- М енальна емкости исследуемой цепи, а период автоколебаний в схеме одюзначио оцределя» ется значением этой емкости.

Число имщщьсов, зафйксироваиных к ето.му моменту времени всчетчике 1 Х, оцйознач но определяется значением сопротивления исследуемой цепи, ф ор мула. а обретения 40

Преобразователь параметров конденсаторов в унифицированные сигналы, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, выход которого соединен через интегратор с и вертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя, с аналоговым входом дискретно управляемого сопротивления и с входом преобразователя гпараяе гр-"нанряжение, при этом управляющие входы дискретно управляемого сопротивления соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, а выход - co вторым входом преобразователя параметрнапряжение, а также генератор тактовых импульсов, о т л и ч аю щ н и с а тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен аналоговым инвертором, переключателем, интегри рующим усилителем, блоком сравнения интер» валов времени, делителем частоты, причем вход аналогового инвертора соединен с выходом преабрзэователа параметр-напряжение, а выход - с иеинвертирующнм входом диффе» реициапьиого усилитеиаограничителя и с од нам из входов переключателя, другой вход переключателя соединен непосредственно с выходом преобразователя цараметр напряжз» ние, выход иереклвчателафоулючеМ ко вха ду интегрирующего(усийатела выход которо» го соединен с одним из входов блока.сравне ива ннжрвалов времена, другой вход последпего соедянеи с выдь генератора такто вых нмпульсоа и иЖодом делителя частоты, причем выход делителя частоты подключен к остаиииемуса входу блока сравнения интервачателя, а выходы блока сравнения интервалов времени соединены о суммирующим и вычитающим входами реверсивного счечпиа соотнес ственпо.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе»

- 1., Эпштейн С,.Л Изменение характериэтик кондеисатЬяовф,Лье Энергнару 1971 с. 71 рнс. 4 9а

2. Авторское свидетельство СССР

hb 534032 кл. Н 03 К.13/20„23.$1,7Ü, 581580 )

РЧ t0

ИУ7

3x (+)

РСч П

a4-)

РСч И

БНИИПИ Заказ 4592/44 Тираж 1065 Под. исное

Фиинап ППП Патент, г. Ужгород, ун. Проектная, 4