Преобразователь параметров rl и rc-цепей в период электрических колебаний

 

ПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик о11 1

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

Р М g+ з (22) Заявлено 020980 (21) 2976731/18-21 с присоединением заявкк ¹ (23) Приоритет

6 01 R 27/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий Щ УДК621. 317. . 333 (088. 8) Опубликовано 0704.82. бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 0704.82

В.И.Кулапйн,.A.È.ÈàðòÿøHH, A.Á.Õîäÿêîâ у„@.И. стендов

7с: х « чт т о Р р

Ф (72) Авторы изобретения

Пензенский политехнический институт (71) 3а яв итель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ Ы и КС вЂ” ЦЕПЕЙ

В ПЕРИОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к электромагнитной технике .и предназначено для автоматизации измерения и контроля параметров электрических цепей и неэлектрических величин с помощью индуктивных и емкостных датчиков .

Известен преобразователь парамет ров сложных электрических R,1,C, цепей в частотно- временные сигналы, содержащий усилитель-ограничитель, измерительную. цепь, включающую усилитель постоянного тока с соответственно включенными исследуемой цепью и опорным элементом,,дифференциаторограничитель и интегратор-сумматор

И) °

Недостатком данного устройства является ограниченный диапазой изменения параметров исследуемой цепи и невысокая точность преобразования, обусловленная влиянием на функцию преобразования неидеальности операций дифференцирования и.ограничения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь параметров

L„R» и CpR цепей в частотно-временные сигналы включающий измерительную цепь, содержащую усилитель постоянного тока, опорный элемент и исследуемую цепь, разделительную цень, ключ, переклочатель рода работ, компаратор, интегратор, сумматор (2).

Недостатком известного устройства является нелинейность преобразования Rg или .д„ параметров, а также, то,что йри преобразовании одного параметра преобразователь не позволяет контролировать другой параметр, что приводит к необходимости переключения преобразователя на другой параметр преобразования в результате чего значительно снижается быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров НТ- и RC- цепей в период электрических колебаний, содержащий ксмпаратор, соединенный с входами интегратора и измерительной цепи, выполненной на операционном ,во входной цепи и в цепи отрицательной обратной,.связи которого соответственно включены исследуемая цепь и опорный элемент, а выход измерительной цепи соединен с входом клв918889 ча, сумматор, переключатель рода работ, введены пассивный делитель, генератор коротких импульсов и запоминающий блок, причем выход интегратора подключен к первому контакту первой контактной группы переключателя рода работ, управляющий вход генератора коротких импульсов подключен к выходу компаратора и выходу пассивного делителя напряжения, а выход его — к управляющему входу ключа, 0 выход последнего через заминающий блок подключен к одному входу сумматора и к первому контакту второй группы контактов переключателя рода работ, другой вход сумматора соединен с выходом измерительной цепи, а выход сумматора подключен к второму контакту второй группы контактов переключателя рода работ, второй контакт первой группы контактов последнего соединен со средним выходом пассивного делителя напряжения, а оба входа компаратора соответственно соединены с управляющими контактами первой и второй групп контактов переключателя рода работ. 75

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь состоит из компаратора 1, интегратора 2, пассивного делителя 3. напряжения, измерительной 30 цепи 4, ключа 5 генератора 6 коротких импульсов, запоминающего блока 7, сумматора 8 и переключателя 9 рода работ.

Работу предлагаемого устройства рассмотрим на примере преобразования параметра Cä для параллельной

„ѻ-цепи.

В этом случае на входе усилителя 40 постоянного тока включается исследуемая R C„- цепь, а в цепи отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока - опорный конденсатор С».

В этом случае переключатель 9 рода работ ставится в положение преобразования параметра С».

В момент включения на выходе компаратора 1 будет напряжение + Ч. На выходе измерительной цепи 4 напряже- 50 ние в операторной форме имеет вид

L!» Ъ.» Оц® = равд. «С, Скачкообразное воздействие с выхода компаратора 1 подается на вход гене- 55 ратора 6 коротких импульсов » где происходит выделение переднего фронта из импульса воздействия и формирование прямоугольного..импульса малой длительности. Прямоугольный импульс с выхода генератора 6 коротких импульсов поступает на управляющий вход ключа 5. С помощью генератора 6 коротких импульсов и ключа 5 из напряжения с выхода измерительной цепи 4 берется только начальный скачок, определяемый по формуле

О...-Й "

Это напряжение подается на второй вход сумматора 8 и через ключ" 5,îòêðûтый сигналом с генератора 6 коротких импульсов, подается на вход запоминающего блока 7.

На .выходе запоминающего блока 7 получаем

Lw Ьц о

Через переключатель 9 рода работ это напряжение проходит на перBHA вход компаратора 1 и сравйивается с напряжением интегратора 2, которое равно имт

Й

При равенстве в момент сравнения на входах компаратора 1 получаем период колебаний равный тг ьти о

При преобразовании параметра R„ переключатель 9 рода работ ставится в положение R, В момент включения на выходе комнаратора 1 будет напряжение + Чв

На выходе измерительной цепи 4 имеем напряжение

2»

ug, < =- „- или

U3sw -Я +ч.

Это напряжжение подается непосредственно на второй вход сумматора 8 и через ключ 5 подается на вход запоминающего блока 7. С выхода запоминающего блока 7 полученное напряжение подается на первый вход сумматора 8

Сi Vo

0 „„„, =

На выходе сумматора 8 получается разница этих двух поступающих напряжений .ц „ .ф(ь о (й /р

Через замкнутые контакты переключателя 9 рода работ на входы компаратора 1 подается два напряжения: с выхода сумматора 8 и с выхода пассивного делителя напряжения.

Отсюда при равенстве напряжений на входах компаратора 1,в момент времени t изменится знак напряжения на выходе и будет — ц Период колебаний составит

° - 2 Со

Устройство может одновременно выдавать информацию о R х в виде изменения периода и в виде амплитуд918889 отсюда где П,»

Аg — - — - |

Ч(и) .Ln о сс .г r — напряжение на выходе запоминающего блока; ного значенья напряжения информацию о втором параметре СХ . С выхода запоминающего блока 7 получаем

ЬЧо ° — : Ц С

Vo 5 где U> - напряжение на выходе запоминающего блока 7;

С, - опорная емкость1

V — опорное. напряжение.

IlPH Peo HHH o e o Te b- 4P ной ВдЬ„- цепи, последнее ставится в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя измерительной. цепи 4, а на вход подключается опорная индуктивность Lo g переключатель 9 рода работ .ставится в положение Ьх.

В момент включения на выходе компаратора имеем напряжение

VoRa *» q

О,„„„=- - ;- y го

Это напряжение через ключ 5 проходит на запоминающий блок 7. На выходе запоминающего блока 7 имеем напряжение

Цв,,=-а, Ь

С выхода интегратора 2 на второй вход компаратора 1 чере з первую .контактную группу переключателя 9 рода работ поступает напряжение gp

УоФ.

О3ы». а» м

Напряжение с запоминающего блока

7 через переключатель 9 рода работ проходит на первый вход компаратора

1, где сравйивается с напряжением интегратора 2.

В момент равенства напряжений компаратор 1 перебрасывается, пе.риод колебаний равен 40

T=a, При преобразовании К„переключатель

9 рода работ ставится в положение .

Вх. Период определяется по форму- 45 ле

Р4.4 о »

Т=2 R —

При этом с выхода запоминающего блока 7 в виде амплитуды сигнала снимается напряжение о<,„>=-„.v-„

«A

Ьо — опорная индуктивность1

Vo — опорное напряжение .

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получать инфорчацию сразу о двух параметрах R L„или R„C„- цепи, один из параметров преобразуется пропорционально периоду колебаний, второй — амплитуде колебаний. формула изобретения

Преобразователь параметров RL u

RC-цепей в период электрических колебаний, содержащий компаратор, соединенный с входами интегратора и измерительной цепи, выполненной на операционном усилителе, во входной цепи и в цепи отрицательной обратной связи которого соответственн включены исследуемая цепь и опорный элемент, а выход измерительной цепи соединен с входом ключа, сумматор, переключатель рода работ,о т л и ч аю шийся. тем, что„ с целью повышения быстродействия, в него введены пассивный делитель, генератор коротких импульсов и запоминающий блок, причем выход интегратора подключен к первому контакту первой контактной группы переключателя рода работ, управляющий вход генератора коротких импульсов подключен к выходу компаратора и выходу пассивного делителя напряжения, а выход его — к управляющему входу ключа, выход последнего через запоминающий блок подключен к одному входу сумматора и к первому ковтаку второй группы контактов переключателя рода работ, другой вход сумматора соединен с выходом измерительной цепи, а выход сумматора подключен к второму контакту второй группы контактов переключателя рода работ, второй контакт первой группы контактов последнего соединен со средним выходом пассивного делителя напряжения, а оба входа компаратора соостветственно соединены с управляющими контактами первой и второй групп контактов переключателя рода работ.

Источники информации, принятые so внимание при,экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 457938, кл. G 01 R 27/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2636663/21, кл. G 01 R 27/00, 1979.

918889

Сост ав итель Л. Сотник ов а

Редактор Л. Филиппова Техред М. Гергель Корректор М. Демчик

Заказ 2132/29 Тираж 7.19 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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