Преобразователь параметров пассивных двухполюсников

(51)4 0 01 В 27/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Уфимский нефтяной институт (72) М. Р. Сафаров, С. М. Сафин и Р. Д. Коловертнов(56) Авторское свидетельство СССР В 954891, кл, С 01 Н 2/02, 1982,Авторское свидетельство СССР В 507830,кл. О 01 В 27/00, 1982, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ ДВУХИОЛЮСНИКОВ(57) Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих комплексных величин переменного тока при преобразовании параметров безконтактных емкостных датчиков, схема замещения которых состоит из последовательного соединения известа 9)ЯО(в 1 22185 А 1 ной емкости и комплексной проводимости, составляющие которой несут ин-формацию об исследуемом объекте. Устройство содержит исследуемый двухполюсник с известным конденсатором инеизвестной проводимостью, усилители3 и 13, образцовый конденсатор 4,образцовые сопротивления 5 и 6, дополнительный образцовый конденсатор7, трансформатор 9 тока с обмотками8, 10, 11 и 12, фазочувствительныйиндикатор 15, управляемый делитель16.напряжения, образцовый резистор17, измерители 18 и 19 напряжения,измерительные приборы 20 и 21. Индикатором 15 регулируется коэффициентпередачи управляемого делителя 16напряжения. В устройстве по сравнению с прототипом повышено быстродействие и расширены функциональныевозможности. 1 ил,1 132Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения составляющих комплексных величин переменноготока при преобразовании параметровбесконтактных емкостных датчиков,схема замещения которых состоит изпоследовательного соединения известной емкости и комплексной проводимости составляющие которой несут информацию об исследуемом объекте,Цель изобретения - повыщение быстродействия, точности и расширениефункциональных возможностей,На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 питания, исследуемый двухполюсник 2 сизвестным конденсатором Сг соединенным последовательно с неизвестнойпроводимостью, образованной элементами Сгх и дг , первый усилитель 3,гхк инвертирующему входу которого подключены исследуемый двухполюсник 2и образцовый конденсатор 4 (С 4), Кнеинвертирующему входу усилителя 3подключены образцовые сопротивления5 (Е ) и 6 (Е 6). Дополнительный образцовый конденсатор 7 (С,) соединяет выход усилителя с первой обмоткой8 трансформатора 9 тока, содержащего,кроме того, вторую 10, третью 11 ичетвертую 12 обмотки. Обмотка 11включена между инвертирующим и неинвертирующим входами второго усилителя 13, выход которого соединен с образцовым конденсатором 14 (С), входами Фазочувствительного индикатора15 и управляемого делителя.16 напряжения с управляющим входом, соединенным с выходом фазочувствительногоинцикатора. Выход делителя 16 черезобразцовый резистор 17 (р,) подключен к второй обмотке 10. Измерители18 и 19 напряжения подключены соответственно к выходу второго усилителя 13 и выходу делителя 16.1Управляющим сигналом делителя 16может быть либо напряжение либо ток,вырабатываемые фазочувствительныминдикатором. В соответствии с этимприбор 20 может быть измерителем либо напряжения, либо тока. В последнем случае прибор 20 включается между блоками 15 и 16 по аналогии с измерителем 21 тока, контролирующимток первой обмотки 8 трансформатора9 тока.2185 2Устройство работает следующим образом.Напряжение 1, на выходе усилителя 3 определяется из выражения 1"г гс полученного при Е = Е,Если С, =С =С то ток первой обмотки 8 трансформатора 9 тока равен 15 1= -2 Е(гх + ш Сгх) = -2 ЕХгх, (2) 1+1 +14=1=0,(3) ф 5 где 1 (1 = 1, 2, 3, 4) - ток обмоткитрансформатора 9 тока;(5) 14 Й, )мС 11 - напряжение на выходе второго усилителя;К - коэффициент деления управляемого делителя 1 б напряжения. Если вместо известной емкости Сг,включенной последовательно с неизвестной проводимостью Хв неразъемноесоединение, подключено известное сопротивление Ег, с как угодно сложнойсхемой замещения, то вместо емкости 25С и дополнительной емкости С, должновключаться такое же комплексное сопротивление Ег При измерении наодной фиксированной частоте схемызамещения элементов 7 и 4 и известного сопротивления входящего в состависследуемого двухполюсника могутбыть различными, а при измерении вдиапазоне частот равенство комплексовтрех элементов должно сопровождаться 35 и одинаковой схемой замещения, т,е,одинаковой частотной характеристикой. При выполнении перечисленныхусловий выражение (2) не изменяется.Напряжение на выходе второго уси лителя 13 определяется из условия+ лС ьным индикаторомФициент передачиделителя 16 напрясти напряжений О,вит зоч ся ко гулируе ь управ ния,до Е, что яемого инфазн лняется слов хо 1 ь с 1 го уси 8) С- 2 Е 5(9) оказания изм опорциональны выражение (8 пряжения - измВодимости я выр теля 21 тока - и ной проводимости а измерителя нап носительному пар комплексной пров (7 И . ажен изобрете р м Преобразова ных двухполюсн ник питания, п вертирующему в сси ель. параметровков, содержащийрвый усилитель,оду которого под то ин юче Составительар Техред И,по В мин Редактор М. Бл ректор С,Черн пов раж 730Государственног елам изобретений Москва, Ж, Ра одписноеомитетаоткрытийкая наб. и 113035,ктная, 4 тие, г. Ужгород, ул 3 13221Условие (3) справедливо для случая равенства чисел витков всех обмоток трансформатора 9. После подстановки выражений (2), (4) и (5) в (3) полу- чают апряжение 11 на выходе втителя становится Равным а напряжение на выходе управляемогоделителя 16 соответствует ерителя 18 напряжения измеряемой емкости )1, измерителя 19 еряемой активной проажение(9)3, иэмериэмеряемой комплексУвыражение (2)3, ряжения (тока) - отаметру измеряемой одимости 1 выр ие Заказ 2859/41ВНИИ рсизводственно-полиграфическое пре 85 4ны первым выводом для подключения исследуемого двухполюсника образцовыйконденсатор, второй зажим которогосоединен с первым выходом первогоусилителя, второй усилитель с выходом, соединенным с входом фаэочувствительного индикатора и входом управляемого дегителя напряжения, выходкоторого через образцовую активнуюпроводимость соединен с второй обмоткой трансформатора тока, его третьяобмотка подключена к входам второгоусилителя, выход которого через образцовый конденсатор соединен с четвертой обмоткой трансформатора тока,при этом с общей точкой соединенынеинвертирующий вход второго усилителя и вторые концы первой, второй ичетвертой обмоток трансформатора тока, а выход Фазочувствительного индикатора соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия,точности и расширения Функциональныхвозможностей, он снабжен двумя измерителями напряжения, измерителем тока, измерителем напряжения (тока),дополнительным образцовым конденсатором, двумя образцовыми сопротивлениями, подключенными к неинвертирующему входу первого усилителя, причемодно из согротивлений другим концомсоединено с выходом первого усилителя, а второе - с общей шиной, приэтом выход первого усилителя черездополнительный образцовый конденсатор и измеритель тока соединен с певой обмоткой трансформатора тока,выход источника питания непосредственно соединен с вторым выводом дляподключения исследуемого двухполюсника и с вторым входом фазочувствительного индикатора, измерители напряжения подключены соответственнок выходу второго усилителя и выходууправляемого делителя напряжения, аизмеритель напряжения (тока) к выходу фазочувствительного индикатора,