Преобразователь активных потерь конденсатора и катушки индуктивности в период колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 598235

1 с ., )

Ф

2 (5l) М. Кл. (61) Дополнительное к авт. саид-ву)в411631 (22) ЗаявленО 15.12.75(21) 2302477/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 150378.Бюллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 200278

Н 03 К 13/20

//Я 01 R 27/26

Говудвротввиный иаиитвт

Соввта Миниотров СССР ио донам иэобрвтоний и открытиИ (53) УДК 621, 317. 738 (088.8) Е.С. Ермина, Ю.A. Колобанов, A.È.Мартяшин, П.П.Чураков и В.М.Шляндин (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНЫХ ПОТЕРЬ КОНДЕНСАТОРА

И КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ В ПЕРИОД КОЛЕБАНИЙ

Изобретение .относится к области злектроизмерительной техники и может быть использовано как для измерения активного сопротивления утечки конденсатора и паразитной актив- 5 ной проводимости катушки индуктивности, так и для контроля конденсаторов и катушек индуктивности по указанным параметрам.

Известный по основному авт.св.

9411631 преобразователь активных потерь конденсаторов и катушки индуктивности в период колебаний содержит конденсатор с потерями, усилитель постоянного тока с образцовым резисто- 16 ром в цепи его отрицательной обратной связи, интегратор, дифференциальный усилитель-ограничитель и делитель напряжения, причем выход дифференциального.усилителя-ограничителя соединен со своим же неинвертирующим входом через делитель напряжения и своим инвертирующим входом через последовательно соединенные конденсатор с потерями, усилитель постоянного тока с образцовым резистором в цепи отрицательной обратной связи, и интегратор.

К недостаткам известного преобразователя следует отнести невысокую точность преобразования, поскольку цепь, составленная из конденсатора с потерями и усилителя постоянного тока с образцовым резистором в цепи отрицательной обратной связи, представляет собой пропорционально -дифференцирующее звено. При скачкообразном изменении входного сигнала выходной сигнал реального усилителя постоянного тока достигает насыщения (конденсатор продолжает заряжаться, а выходное напряжение уже не имеет воэможности расти). Это приводит к появлению паразитной постоянной времени, обусловленной конечной амплитудой реакции на скачок входного сигнала, и значительной погрешности преобразования значения активных потерь.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Цель достигается тем, что в преобразователь по авт.свид. 9411631 введены два ключа н два ждущих мультивибратора, причем вход одного ждущего мультивибратора соединен с одним из зажимов для подключения объекта измерения, а выход со входом другого ждущего мультивибратора и управляющим входом одного из ключей, один из ана598235 ?о

8K%01.. a;

gtI 2 О Ц х логовых входов которого соединен с зажимом для подключения выводов основного и дополнительного резисторов и одного иэ аналоговых входов другого ключа, управляющий вход последнего подключен к выходу другого ждущего мультивибратора, а его другой аналоговый вход соединен с общей шиной преобразователя потерь конденсатора и катушки индуктивности в период колебаний и с одним из входов интегратора, кроме того, другой вывод дополнительного резистора соединен с зажимом для подключения выхода усилителя постоянного тока и .другого аналогово- 15 го входа одного из ключей.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений в характерных точках @ схемы.

Преобразователь содержит конденсатор 1 с потерями, усилитель 2 постоянного тока с опорным резистором 3 в цепи его обратной связи, дополнительный резистор 4, интегратор 5, состоящий иэ резистора 6, усилителя 7, конденсатора 8 в обратной связи, дифференциальный усилитель-ограничитель 9, первый 10 и второй 11 ждущие мультивибраторы, ключи 12 и 13, делитель 14 @ напряжения.

В начальный момент времени с выхода усилителя 9 на вход усилителя 2 через конденсатор 1 поступает перепад напряжения + Е о . Под воздействием % перепада напряжения усилитель 2 некоторое время находится в состоянии насыщения. Время нахождения в насыщенном состоянии т определяется параметрами усилителя 2, ";Hà÷åíèÿìè ем- 40 кости и величиной Ч активных потерь конденсатора и зависит от выходного сопротивления усилителя 9, величины R сопротивления рез — ñòîðà 3.

По окончании заряда емкости конденсатора 1 напряжение иа выходе уси лителя 2 определяется. выражением:

Перепад напряжейия на выходе усилителя 9 запускает мультивибратор 10„ который выдает импульс напряжения стабильной длительности . 1

В течение времени 1 ключ 13 находится в замкнутом состоянии, и на- пряжение на выходе интегратора 5 равно нулю, поскольку входное напряжение равно нулюa

По окончании времени 4 ключ 13 размыкается, срабатывает второй мультивибратор 11 и замыкает на время 4 д ключ 12, при этом напряжение на выходе интегратора 5 нарастает с постоянной б6

,времени % 2С, где Я,2 - величина сопротивления резистора 6, С вЂ” величина емкости конденсатора 8.

По окончании импульса с выхода мультивибратора 11 ключ 12 размыкается, и напряжение на выходе интегратора 5 нарастает с постоянной времени(я 1 р )С„ где Я вЂ” величина сопротивления резистора 4. Напряжение на выходе интегратора 5 описывается выражением

II II

Й t-+ о . о 1 антэ т ЕЯ Я2)с ч2с1

Это напряжение поступает на инвертирующий вход усилителя 9, на неинвертирующий вход которого с выхода делителя 14 поступает напряжение

Ц ° КЕо

1 где К вЂ” коэффициент передачи делителя 14.

При смене знака разности напряжений на входах усилителя 9 изменяется знак напряжения на его выходе и описанный процесс повторится. Напряжение на интеграторе 5 остается неизменным в течение времени: 1, изменяется с постоянной времени ) 2С в

Il течение времени и изменяется с постоянной времени (Я ч 2)с в течение времени 1 - 1

Период колебаний на выходе усилителя 9 определяется равенством где t - - — время, равное четверти

Ф периода генерируемых колебаний.

При соблюдении легко выполнимых равенств Й1 %2 =Я и значение периода колебаний однозначно определяет значение сопротивления активных потерь конденсатора 1

При преобразовании в период значения проводимости активных потерь катушек индуктивности С, последние включаются в цепь обратной связи усилителя 2, во входную цепь которого включен опорный резистор 3.

Работа преобразователя в этом случае аналогична рассмотренной выше, уравнение преобразования запишется в виде:

Следствием повьииения точности пребраэования путем введения в преоб598235 раэователь предлагаемых узлов является расширение Функциональных возможностей. При преобразовании значения емкости последовательных LC и RLCцепей последние включаются в цепь обратной связи усилителя 2 во входную цепь которого включается опорный конденсатор со значением емкости С . При преобразовании значения индуктивности параллельных L,Ñ и Ч7ЬС -U,errea последние включаются во входную цепь усилителя 2, в цепь обратной связи которого включается опорная катушка индуктивности 4 О . уравнения преобразования в этих случаях имеют вид

Формула изобретения

Преобразователь активных потерь конденсатора и катушки индуктивности в период колебаний по автаев.9411631 6я отличающийся тем,что,с целью повышения точности преобразования, в него введены два ключа и два ждущих мультивибратора, причем вход одного ждущего мультивибратора соединен с одним из зажимов для подключения объекта измерения, а выход =o входом другого ждущего мультнвибратора и управляющим входом одного из ключей, один из аналоговых входов которого соединен с зажимом для подключения выводов основного и дополнительного резисторов и одного из аналоговых входов другого ключа, управляющий вход последнего подключен к выходу другого ждущего мультивибратора, а его другой аналоговый вход соединен с общей шиной преобразователя потерь конденсатора и катушки индуктивности в период колебаний н с одним из входов интегратора, кроме того, другой вывод дополнительного pe" зистора соединен с зажимом для подключения выхода усилителя постоянного тока и другого аналогового входа одного иэ ключей„

ЮТ2 и, Фиг. х

Составитель Акд1 ИЕВСКИЙ

Редактор H.Çàéöåâà Техред Е.Давидович Корре тор Е.П

Заказ 1270/49 Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб.

4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4