Преобразователь параметров трехэлементных цепей в период электрических колебаний

 

О П И С А Н И Е «i)938203

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистическин

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.11.80 (21)3007168/18-21 (51 ) Я ф(п

G 01 Р 27/26 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

)Ъауднрстеенный кекнтет

СССР но делам нзабретеннй н аткрытнй

ОпУбликовано 23.06,82. Бюллетень Щ 23

Дата опубликования олнсания 23.06.82 (533 УД К621.317..33 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. И. Купапин, А. И. Мартяшин и В. Ф. Ря в

1 .м;, 3

L

;1 (11) Заявитель

Пензенский попитехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ

ЦЕПЕЙ В ПЕРИОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дпя автоматизации измерения и контропя параметров эпектрических цепей и неэпектричесиих вепичин с помошью индуктивных и емкостных датчиков.

Известна чистотозависимая мостовая измеритепьная схема, в одно ппечо которой вкпючается датчик ипи исспедуемая

RC-, Я1,-цепь, а в другое подстраиваемые

10 опорные эпементы. Питание моста осушествпяется генератором, управняемым напряжением с измерительной диагонапи моста через схему формирования управпяюшего напряжения 11).

Недостатком .устройства явпяется низкое быстродействие присушее мостовым схемам с уравновешиванием, а также ограниченные функционапьные воэможносчи, не позвопяюшие преобразовывать zo трехэпементные R, I С-цепи.

Наибопее бпиэким техническим решением к изобретению явпяется преобразоватепь параметров трехэпементных цепей в

2 унифицированные сигналы, который содержит сравнивающий бпок, первый интегратор, бпок измерения, составленный из уснпитепя постоянного тока, в цепь обратной связи и на вход которого соответ ствуюшим образом подкпючены исспеду-. емая цепь и опорный эпемент, дифферен-. циатор — ограничитепь, второй интегратор, вычитаюший бпок. Причем выход сравниваюшего бпока соединен непосредственно с входом иэмеритепьной цепи, а через первый интегратор с своим неинвертируюшим входом, выход измеритепьного бпока соединен непосредственно с одним входом вычитающего бпока и через поспедоватепьно соединенные дифференциатор-ограничитепь и интегратор с другим входом вычитаюшего устройства.и выход вычитаюшего опока соединен с отрицательным входом сравниваюшего блока (2).

Недостатком известного устройства явпяется невысокая точность ввиду боль- шого копичества анапоговых операций над

938203 выходным сигнапом измеритепьной цепи (дифференцирования, интегрирования и вычитания), при этом погрешности дифференциатора, интегратора и вычитаюшего устройства суммируются, причем особенно .5 вепико значение погрешности. дифференциатора, а также впияние на резупьтат измерения паразитных параметров спожной эпектрической цепи. цепь изобретения - повышение точнос- о ти преобразования параметров сложной эпектрической цепи.

Поставпенная цепь достигается тем, что в преобразователь параметров трех.эпементных цепей в период эпектрических копебаний, содержащий бпок измерения, выпопненный на усипитепе постоянного тока в цепь отрицатепьной обратной связи которого вкпючен опорный эпемент, а вхбд соединен с одним из зажимов дпя 20 подключения контролируемой трехэлементной цепи и бпок сравнения, введены одновибратор, уэеп формирования воздействий, два эпектронных перекпючатепя, источник опорного тока и запоминаюший конденса- 25 тор, причем выход одновибратора соединен непосредственно с управпяюшими входами эпектронных перекпючатепей., а через узеп формирования воздействий с другим зажимом дпя подкпючения контропируемой це- ЗО пи, а выход блока измерения соединен с одним входом первого эпектронного перекпючатепя, другой вход которого соединен с выходом источника опорного тока, выход первого эпектронного перекпючатепя соединен с запоминающим конденсатором и одним входом второго эпектронного перекпючатепя, другой вход которого соединен с положительной шиной питания, выход второго эпектронного перекпючатепя соединен с инвертируюшим входом сравнивающего блока, неинвертируюший вход которого соединен с нупевой шиной, а выход сравниваюшего блока соединен с управпя- . юшим входом одновибратора, 45

На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема предпагаемого преобраэоватепя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя при преобразовании параметра КХ. . Преобразоватепь содержит одновибратор 1, уэеп 2 формирования воздействий, измерительный бпок 3, составпенный из усипитепя постоянного тока, в цепь отрицатепьной обратной связи и на вход кото- ы рого соответствующим образом подкпючены контропируемая трехэпементная цепь и опорный элемент и о, эпектронного перекпючатепя 4, заиоминаюшего конденсатора (С) 5, источника 6 опорного тока, эпектронного перекпючатепя 7, сравниваюшего бпока 8. При. этом выход одновибратора 1 соединен непосредственно с управпяюшими входами эпектронных перекпючатепей 4 и 7, а через узел 2 формирования воздействий, с выходом измерительного блока 3, выход измерительного бпока 3 соединен с одним выходом первого электронного перекпючатепя 4, другой вход которого соединен с выходом источника 6 опорного тока, выход первого электронного перекпючатепя 4 соединен с запоминаюшим конденсатором (С) 5 и

1 одним входом второго электронного перекпючатепя 7, другой вход которого соединен с попожитепьной шиной питания, выход второго электронного переключателя 7 соединен с инвертируюшим входом сравнивающего бпока, неинвертируюший блок которого соединен с нупевой шиной, 1 а выход сравниваюшего бпока 8 соеди— нен с управляющим входом одновибратора 1.

Работу преобразоватепя параметров трехэпементной цепи в период эпектрических колебаний рассмотрим на примере преобразования параметров параллельной

R<, L >, С„цепи. В этом случае исспедуемая цепь подкпючена к инвертируюшему входу, а в цепь усипитепя постоянного тока обратной связи включен опорный резистор Кр.

По сигнапу "Пуск с выхода одновибратора 1 на вход узла 2 формирования воздействий поступает прямоугопьный импульс с амппитудой +Уодни дпитепьностью

Со,из которого формируется воздействие.

Этот же импупьс устанавпивает эпектронный перекпючатепь 4 в попожение, когда выход измерительного бпока 3 подкпючен к запоминающему конденсатору 5, а электронный перекпючатепь 7 в попоже.— ние, когда инвертируюший вход сравниваюшего блока подкпючен к попожитепь- . ной шине питания. Напряжение, поступаюшее с уэпа 2 формирования воздействий по сигнапу "Пуск имеет вид

Ой)«(411 .t ""oa )V00, где t — текущее время;

Д Д с — весовые коэффициенты воздей1 2, ствий; о- 1- Б.

Напряжение на выходе измеритепьного бпока имеет вид

dU(t> о < о « «i= "А ) 4Ю р () ) х о Х

938

Это напряжение через эпектронный перекпючатель 4 подается на запоминающий конденсатор 5 и в момент C ä равно

I Ro 0(го) rlo

В момент выдачи одновибратором 1 попожитепьного импупьса с ампнитудой

Ч одн и длитепьностью р на вход сравнивающего блока 8 подан попожитепьный потенциап с питающей шины и на выходе сравнивающего блока 8 имеем напряжение — Y g. В момент окончания воздействия импульса с выхода одновибратора

1 вход сравнивающего бпока 8 через

1 электронный перекпючатепь 7 подкпючает- 5 ся к запоминающему конденсатору 5 к которому подключается через эпектронный перекпючатепь 4 источник 6 опорного тока.

Тогда напряжение на выходе сравнива- 20 юшего блока 8 будет пинейно убывать по абсолютному значению в соответствии с выражением

<о

И .С.S.6 a + 0

Испопт зование новых узлов и введение новых связей выгодно отличает изобретение от известного, так как в предпагаемом преобразователе существенно повышается точность преобразования за счет искпючения анапоговых операций дифференцирования,. интегрирования и вычитания. Над выходным сигнапом с измеритепьной схемы. Кроме того, повышение точности достигается за счет повышения помехоустойчивости, преобразователя, поскольку значение интервапа ® может быть выбрано равным ипи кратным периоду основной помехи.. откуда

40 где — величина тока опорного источ ника тока;

С вЂ” емкость конденсатора 5; — текущее время.

В момент времени, когда входное напряжение на сравнивающем бпоке 8 будет равно нулю, произойдет скачкообразное изменение попярности выходного напряжения на+Ч 9 этого сравнивающего бпока

8. Этот момент времени опреде.пяем из равенства

ka 3t. — Ч вЂ” =О

Qw 0 о оС-"о.

Эя.х " О.ь

В момен времени 4 перепад напря- . жениЯ с -Чс s 0 на +Чс у Е с выхода сРавниваюшего блока 8 запускает одновибратор 1 и цикп работы преобразоватепя по45 вторяе тся.

Период колебаний выходного сигнала одновибратора опредепяется как Т= Хо+ ипи Т= C + К, 4!К .При преобразовании параметра С на вход блока 3 поступает воздействие, которое описывается выражением

Uq

Напряжение на запоминающем кондея- 55 саторе 5 в момент времени будет равно

„Г 3

0 5-Чон йоСь Ом

203,.6

Напряжение на входе сравниваюшего блока 8 в момент окончания действия попожительного импупьса с одновибрдтора 1 равно

"Ьх.с.у В="о 1<оСк

3t.

В момент времени 1, когда это напряжение равно нупю опредепяется как

ЧО 1 ОС К= Cx

Таким образом период эпектрических копебаний одновибратора 1 равен т=С,.КУСК

При преобразовании параметра L„no сигналу "Пуск" с узла 2 формирования воздействия поступает напряжение вида

0 -(П -Ъ4 —, И2 . ЯЧО о о

При преобразовании параметров цепей с поспедовательным соединением эпементов, последний вкпючает в цепь обратной связи усипитепя дпя периода копебаний, опредепяемые аналогрв ам образом имеют вид при преобразовании параметра Ry

СЧо = C c Kq R g К "при преобразовании параметра С

I . CV0 1 = о+ 4С < =, „ = CO® Ф1 сь . ЭРО при преобразовании параметра Ьь

Сурат т= сФ къ" к, къ= " щ =1(ж1

Форму па изобретения

Преобразоватепь параметров трехэпементных цепей в период эпектрических колебаний, содержащий бпок измерения, выполненный на операционном усипитеие, в цепь отрицатепьной связи которого

938203

7 вкпючен опорный эпемент, а вход соединен с одним из зажимов дпя подключения контролируемой трехэлементной цепи и блок сравнения, отличающийся

I тем, что, с цепью повышения точности преобразования, в него введены одновибратор, узел формирования воздействий, два эпектронных перекпючатепя, источник опорного тока и запоминающий конденсатор, причем выход одновибратора соединен непосредственно с управпяющими входами эпектронных переключатепей, а через узел формирования воздействий другим зажимом и для подкпючения контролируемой цепи, выход бпока измерения соединен с одним входом первого электронного перекпючателя, другой вход которого соединен с выходом источника опорного тока, выход первого электронного перехлючателя соединен с запоминающим конденсатором и одним входом второго эпектронного переключатепя, другой вход которого соединен с попожительной шиной питания, выход второго эпектронного перекпючатепя соединен с инвертирующим входом сравнивающего бпока, неинвертируюший вход которого соединен с нулевой шиной, а выход сравнивающего блока соединен с управляющим входом одновибратора. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 343229, кл. О Ol R 27/00, 1972.

2, Авторское свидетепьство СССР № 452128, кл. Ci 01 R 27/00, 1974 (прототип ),.

Фиа!

МВ203

«4» аида»

9» се

Фима и яв

Составитель Л. Сотникова

Редактор A. Шандор Техред К.Мыцьо Корректор О. Билак

Заказ 4454/69 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4