Преобразователь емкости трехэлементной схемы замещения конденсатора в напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 6 01 й 27/26Аухая. . т л фг,л д3 жИЕ ИЗО ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬС ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) 21) 4889610/2122) 10,12.9046) 23,03,93. Бюл, (ч. 1171) Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им, М. Т. Елизаро(72) М, М, Зинин(56) Авторское свидетельство СССР М 1322185, кл, 6 01 В 27/00, 1987.Авторское свидетельство СССР М 875152, кл, 6 01 В 27/00, 1981.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ ТРЕХ- ЭЛЕМЕНТНОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ КОНДЕНСАТОРА В НАПРЯЖЕНИЕ (57) Использование: изобретение относится к преобразователям параметров трехэлемЕнтных схем замещения в унифицированные сигналы и может быть использовано в автоматике, телемеханике и связи, Сущность; с целью упрощения конструкции преобразователь снабжен генератором 1 синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону. преобразователем переменного напряжения в постоянное 11, делительным устройством 10. Выход генератора 1 синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, через резистор 2 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 3, в цепь отрицательной обратной связи которого включен объскт измерения, выход операционного усилителя 3 через фазовый детектор 8, опорный выход которого соединен с выходом генератора 1 синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, соединен с интегратором 9, подключенным к делительному устройству 10, соединенному с выходом генератора 1 синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, Использование предложенного преобразователя при измерении влагосодержания и солесодержания нефти позволит уменьшить затраты на проведение данных измерений вследствие простоты предлагаемого устройства, 1 ил,Изобретение относится к преобразователям параметров трехэлементных схем замещения в унифицированные сигналы и может быть использовано в автоматике, телемеханике и связи,Целью изобретения является упрощение известного устройства.Указанная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее резистор, операционный усилитель, фазовый детектор, снабжено генератором синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, преобразователем переменного напряжения в постоянное, делительным устройством. Выход генератора синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, через резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого подключены клеммы для подключения объекта измерения. Выход операционного усилителя через фазовый детектор, опорный выход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, соединен с интегратором, подключенным к делительно.у устройству, соединенному с выходом генератора синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, через преобразователь переменного напряжения в постоянное,Заявляемое устройство отличается наличием новых элементов: генератора синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, интегратором, делительным устройством, преобразователем переменного напряжения в постоянное и связями между элементами.Однако их введение в указанной связи с остальными элементами позволяет упростить устройство и устранить влияние на результат измерения последовательно включенной емкости схемы замещения объекта измерения,На чертеже изображена принципиальная схема заявляемого устройства,Устройство содержит генератор синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону 1, соединенный через резистор 2 с инвертирующим входом операционного усилителя 3; в цепь отрицательной обратной связи которого включен исследуемый двухполюсник 4, содержащий емкость 5, включенную последовательно с параллельно включенными емкостью б и активным сопротивлением 7, Выход операционного усилителя 3 соединен с фазовым детектором 8, который соединен с интегратором 9 и генераторомсинусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону 1.Интегратор 9 соединен с делительным устройством 10, связанным через преобра зователь переменного напряжения в постоянное 11 с генератором синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону 1.Устройство работает следующим обра зом, На выходе генератора синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону 1, после пуска получает напряжение 15 01(т) = Ов вп (в),Оп Й 6Опэ = В 2 1 + ) И С 7 Й 6 Оп В 6В 2 1 +(к т ) С 7 В 6 На выходе фазового детектора 8, работающего в синфазном режиме, получат на- пряжение Оа = КвО Р 2 1+ (т)СВ 5 40 где Кв - коэффициент пропорциональности,вносимый фазовым детектором 8.На выходе интегратора 9 при окончанииизменения частоты получат напряжение 45 Оп Й 6 о т Од=-Кв о 2 1+(с) С Я В 2 2 К 50 Верхний предел интегрирования является конечным, но практически можно считать, что т -+ с 0.На выходе делительного устройства 10 получат напряжение 09 К 8 л С К 11Ов 282КК 11 где м= К 1,где Оп - амплитуда напряжения;и- круговая частота;20 т - время;К - коэффициент пропорциональности,На выходе операционного усилителя 3получает напряжение, имеющее комплексную амплитуду25Заказ 1056 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 где К 11 - коэффициент, вносимый преобразователем переменного напряжения в постоянное 11.Таким образом на выходе делительного устройства 10 имеют напряжение обратно пропорциональное измеряемой емкости.П редложен ное устройство вследствие использования генератора синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, интегратора позволяет измерять значения емкости трехэлементной схемы замещения. Данная емкость несет информацию о диэлектрической проницаемости среды, в которую помещен датчик, Поэтому предлагаемый преобразователь может быть использован при измерении солесодержания, влагосодержания, например, жидкостей (нефти, битума и т,д,).Известен преобразователь параметров измерительной ячейки солемера, который характеризуется более высокой сложностью, чем заявляемое устройство. В отличии от рассмотренных преобразователей в предложенном устройстве выходной сигнал зависит только от информативной емкости, что и обеспечивает простоту схемы преобразователя,Использование предложенного преобразователя при измерении влагосодержания и солесодержания нефти позволит уменьшить затраты на проведение данных измерений вследствие простоты предлагаемого устройства.Формула изобретения Преобразователь емкости трехэлемент ной схемы замещения конденсатора в напряжение, содержащий операционный усилитель, резистор, фазовый детектор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен гене ратором синусоидального напряжения с частотой, изменяющейся по линейному закону, преобразователем переменного напряжения в постоянное, делительным устройством, интегратором, выход генератора 15 синусоидального напряжения с частотой,изменяющейся по линейному закону, через резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого 20 включены клеммы для подключения объектаизмерения, выход операционного усилителя через фазовый детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения с частотой, 25 изменяющейся по линейному закону, соединен с выходом интегратора, выход которого соединен с первым входом делительного устройства, второй вход которого соединен с выходом генератора сину соидального напряжения с частотой,изменяющейся по линейному закону, а выход является выходом преобразователя,