Устройство для измерения параметров параллельных и последовательных колебательных контуров

 

О П И С А Н И Е 875зов

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соков Ceeetcwx

Соцнапиетнчюсним

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свищ-ву— (22)Заявлено 25,02.80 (21) 2887419/18-21

{51)М. Кл.

G 01 R 27/26 с присоединением заявки ¹â€”

foe3IAapctsaelbll коиитет

СССР во делон изобретений н открмтнй (23) Приоритет—

Опубликовано 23. 10.8! . Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 25.10.81 (53) УДК621,317, .73(088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Кулапин, А.И. Мартяшин и В.Ф. Рябо

Пензенский политехнический институт:

- - (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ

КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к области построения для контроля и измерения параметров радиотехничес" ких цепей.

Известно устрвйство для преобразования иммитансов трехэлементных резонансных двухполюсников в актив- ные величины, содержащее последовательно соединенных два звена направленного действия с регулируемыми ко10 эффициентами передачи, звено с посЪ тоянным действительным коэффициентом передачи 0, источник напряжения двух различных частот, исследуемый т5 двухполюсник, сумматор, источник сиг-, нала известной величины, переключатели (1).

Недостатком устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью уравновешивания измерительной цепи.

Наиболее близким техническим реI шением к изобретению является измеритель параметров колебательных контуров, который содержит формирователь ступенчатого воздействия и преобразо1 ватели линейно изменяющегося и параболического воздействия, блок установки весовых коэффициентов с последующим суммированием, измерительной схемы (составленной из определенным образом включенных исследуемого колебательного контура, УПТ и опорного элемента В ) измерителя мгновенных значений и синхронизирующего устройства f2).

Недостатком этого технического решения является низкое быстродействие, поскольку получение информации о трех параметрах контура возможно только последовательно во времени (необходимо три последовательных цикла преобразования).

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения па8753

С5

"1.„S Вь1хв

О

>(Б раметров параллельных и последовательных колебательных контуров, содержащее формирователь опорного воздействия, блок измерения, сумматор и синхронизатор, выход которого соединен со входом формирователя опорного воздействия, введены интегратор, дифференциатор и два сумматора, причем выход формирователя опорного воздействия через блок измерения соединен со входами дифференциатора, интегратора и с первыми входами сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом дифференциатора, третьи входы сумматоров соединены с выходом интегратора, а управляющие входы сумматоров соединены с выходом синхронизатора.

На чертеже приведена функциональ-. ная электрическая схема устройства.

Устройство содержит формирователь

1 опорного воздействия, блок 2 измерения (составленный из определенным образом включенных исследуемого колебательного контура, усилителя постоянного тока и опорного элемента Rp),диф ференциатор 3, интегратор 4, три с )мматора 5, 6, 7 и синхронизатор 8. При этом выход формирователя 1 опорных воздействий соединен со входом блока 2 измерения, выход которого соединен с

30 первыми входами сумматоров 5, 6 и 7 непосредственно, а со вторыми и третьими входами соответственно через дифференциатор 3 и интегратор 4, а синхронизатор 8 соединен с управляющими входами формирователя 1 опорных воздействий и сумматоров 5, 6 и 7.

По сигналу "Пуск" с синхронизатора 8 поступает разрешающий сигнал на формирователь 1 опорных воздействий, 40 с выхода которого на вход блока 2 измерения поступает воздействие U(t)

У изменяющееся по любому, наперед заданному закону.

При этом на выходе блока 2 изме- 45 рения получаем

Й0Ь,) Ro Rp

Ъыхх=1 осх << + 1„...Р ®+ р О®" х О х

На выходе дифференциатора 3 и интегратора 4 соответственно получаем

О8

Д

Ц =Го . г1 du® о

ВЫХ4 " ВЫХ2 1 Po© + ОМ

at (>(3)1а ()>.

Сигналы 01 Ь1Х, ОВЬ1Х, Ugt4gy постУпают на входы сумматоров 5, 6, 7. Причем весовые коэффициенты при весовом суммировании при измерении В(будут соответственно г>1, а с% . При измерении С -К, К, К при измерении

R< будут Ь4,8g, Ьу.

Таким образом, выходной сигнал сумматора 5 описывается выражением

ВЫКВ 1 ВЫХ 2 2 ВЫК3 3 ВЫХЙ (IJ

Подставив (1), н (3) и (4) получим

Оо ® 1 оо

"хо

)О с(ОЮ

+а„p ОЬ )+а "О К, 2 +

" Кх О

+Q3 JJ u(t)dtat+Q3 Ju(t)at (31 Скос Хо

Это выражение можно представить в виде

° О

Bb1X6 (-x В 1 х5 R>(5) c3U ®

Ос =Ц,RoC — + хб

4 02КОСх +Я КОС> ОЬ,)

d ОЫ

0 =O4 JОЖЖ+1, 0®+

) о"

Х ".ЬХО 24„ Ь

+а „Д аида.ж (6)

О =а1 ® )+акр,у+ о àî auC) xb 1 х

Ф1 Ко 0М з К .

В момент измерения t выходной сигнал сумматора 5 должен содержать информацию только î Ly„ v e. или t30 =Á i) В (>(3=t.

-"„. (ф(3>В3. > u(td+Q3)" tu(t)atat)= u,„(>) "ВВ>хъ at"" >t(oC, at + >,к ) О (>"((„

„ u(t>) (>

Ро

875308 6

Из решения дачной сиСтемы получаем

41-A((A; Ь =Ah,iA;

Ь,=АЬ,IA;

1 Р, )(x -- è„î (ВЫХ6 получим . Я, о

"к ьыхб

С учетом выражения (8) и (7) имеем

d0(6=4) д ОЬ= .). Ц ) «О

a„д +а, а, +ОЪЦ Ж) =О о о „ Iu(t)ay a,0 Ьо) О О(ЦдЫ - о оо о

ЩЯ-.= ) ь

С(„ )(о) С(< a+ J 0(t)dt=O о

Решая систему, получим а„= Аа„/А; z=--Àà /А, где А — основной определитель системы

Ац„, А(, Aal>- дополнительные определители системы.

При этом

A= ) J ц )уд()(при этом

I 00=)Ж + 0(4 ) -ОЬ,о) а о

du(4„=to) о о

Значения коэффициентов постоянные

2S и зависят от выбранного воздействия

0(й) и момента времени .

По аналогии выходной сигнал сумматора 7 будет

8blX 7 C)(,7 4)(1 1 )(7

=0

BblX ()(О х1

О )а а< О(о), ОЫЗа .

Д,?. у Ц ) 4 Q )щ ) сИ

Bbl X1

Aa„= dt J U(t)dt-()(t<>) " а

4О где и) — масштабный коэффициент (раз. о = ()(t<) J()(t)dt мерность ЕФ о "!В)) о Из решения данной .системы получаем

Г сЮЬ=+о)1 д 0(=4)) . Дк, А

" г(dt мм мт

А 2 д Ъ д

Постоянные значения коэффициентов где фо

А, A@4, Аа, Aelg зависят только от . (4 вида выбранного воздействия 0(й) и момента времени d 0 (t: tdd ) U (t ) d t d t

Аналогично можйо описать выходной . oo. сигнал сумматора 6

50 -о +О

Я.

Ц =() +О +О

A„.=U(to)) ) О()«dt,-((()())().

ВЫХ6 Схб "Х6 Rq 6

При этом К,= 3 (® -СОИ. )1 о

С

СХ6 (хб ((х6 ОВЬ!х.,6

Значения коэффициентов постоянные и зависят от выбранного воздействия

U(t) и от момента времени й,.

Д(ЩлЦ,), +о )Ео(О) ++Z dt d a> J U(a) dt=g

Значение весовых коэффициентов определявт путем решения системы уравне ний. Принимая в системе (7)

Ro — =м(„,„(8) где ш — масштабный коэффициент (размерность tOhh/ИH ) )

1О где ))) — масштабный коэффициент (размерность (B)) а u =«) «) $()(t)atdt-Pu(to) g ;

<о

d Ю о) Г )()кюти;

Ab -Юо), о() о — —, ) он)«.

Э

Зo

С

Г

Ъ

) )

1 10 =1

3 13 а

О циатор и два сумматора, причем выход формирователя опорного воздействия через блок измерения соединен со вхо- дами дифференциатора, интегратора и с первыми входами сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом дифференциатора, третьи входы сумматоров соединены с выходом интегратора, а управляющие входы сумматоров соединены с выходом синхронизатора.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР

1Ф 558222, кл. С 01 R 17/06, 21.12.72, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2730036/21, кл. G 0,1 R 27/26

31.08.79.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известным повьппенное быстродействие за счет одновременной выдачи информации о всех измеряемых параметрах коФ

Вафа ЮЛ

ВНИИПИ . Заказ 9326/70 Тираж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 875308 8

Для определения параметров после- лебательного контура в момент времедовательного контура, последний включается в цепь отрицательной обратной Формула изобретения связи усилителя постоянного тока, а Устройство для измерения параметопорный элемент подключается на Ров параллельных и послеДовательных вход. Значения весовых коэффициентов колебательных контУРов, содержаЩее для измерения параметров последова" формирователь опорного воздействия, тельных колебательных контуров оСта- блок измерения, сумматор и синхрониются беэ изменения. затор, выход которого соединен .со вхо, Для примера возьмем опорное воздей- 1О дом формирователя опорного воздейстотвие U(t).=2t, где t - текущее время. вия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, Получаем значение весовых коэффи- что, с целью повышения быстродействия циентов в него введены интегратор, дифферен