Преобразователь параметров трехэлементных с двухполюсников

- " - .:лг 1 уу л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 и 1 87272 Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15.09.77. Бюллетень3Дата опубликования описания 03.10,77 51)М Кл С 0 Государственный комит Совета Мини,"тров ССС оо делам изобретений н открытий. П. Маланин, С, ф. фельдберг и К. Н. Чернецов Пензенский политехнический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ 1 Ц.С ДВУХПОЛЮСН ИКОВ2 Изобретениетельной техникения составляющременного токапри измеренииличин, несущихобъекте. ктроизмериасти измеревеличин песпользовано лексных ве- исследуемом тся к эл енно к обл мил сксных жет быть и етров комп мацию об тноси а ю их ко и мо пара инфор Известны преооразователи параметров комплексного сопротивления в напряжение. Один 10 из извесгных преооразователей параметров комплексного сопротивления в напряжение содержит источник напряжения, выход которого через преооразуемое сопротивление подключен к входу основного усилителя, а вы б ход основного усилителя подключен к одному входу сумматора, другой вход сумматора соединен с выходом дополнительного усилителя.11 ричсм в цепь ооратной связи дополнительного усилителя включен образцовый рези стор, а вход дополнительного усилителя через сопротивление равновесия соединен с источником напряжения. Кроме того, выход сумматора через дополнительный образцовый резистор соединен с одним из зажимов для подключения преобразуемого сопротивления.Недостатком известного преооразователя параметров комплексного сопротивления в напряжение является то, что он не позволяет измерять параметры трехэлементных К 1.С двухполюсников, что определяет его низкие рункциональныс воз чожности,известно другое устроиство, принятое в качестве прототипа, позволяющее измерять параметры двухполюсников, состоящих только из двух элементов К 1 или КС, и содержащее источник питания, выход которого подкл 1 очен к исследуемому двухполюснику и к опорному входу джазового детсктора квази- равновесия, сигнальныи вход которого соединен с выходом усилителя, в цепи ооратнои свьзи которого включена ооразцовая мера, а вход подсоединен к компараору токов. 1 выходу усилителя подключен сгннальный вход управляемого элемента, выход которого через ооразцовую меру соединен с компаратором токов, и управляющии вход соединен с выходом фазового детектора. Известное устройство ооладает низкими функциональными воз чожносгями, пе позволяющими изчерять параметры трехэлементных двухполюсников, сосгоящих из трех элементов К, 1. и С,Целью изооретения является расширение функциональных возможностей устроиства.то достигается тем, что преооразователь парачетров трехэлемснтных К 1.С двухполюсников, содержащии источник часотно-модулированного сигнала, соединенный с одним из зажимов для подключения ооъектания, другой важи,ч при этом соединен свходом операционного усилителя с включенным образцовым .конденсатором в цепи обратной связи, выход операционного усилителя подключен к одному из входов управляемого делителя напряжения и к одному из входов фазочувствительного выпрямителя, а также к входу одного вольтметра, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с одним из входов управляемого делителя напряжения, а выход управляемого делителя напряжения соединен с другим вольтметром, другой вход фазочувствительного выпрямителя подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, он снабжен интегрирующим усилителем, дополнительным управляемым делителем напряжения, амплитудным детектором огибающей, образцовым и дополнителыым образцовым резисторами и добавочным вольтметром, причем выход интегрирующего усилигсля соединсн с одним из выводов образцового резистора, другой вывод при этом соединен с входом операционного усилителя, а также с одним из выводов дополнительного образцового резистора, другой вывод дополнительного ооразцового резистора соединсн с управляемым делителем напряжения, вход интегрирующего усилителя соединен с вольтметром и дополнительным управляемым делителем напряжения, один из входов которого подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, другой вход соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, а вход амплитудного детектора огибающей соединен с одним из входов фазочувствительного выпрямителя,На чертеже приведена функциональная схема преобразователя параметров трехэлементных К/ С двухполюсников, состоящих, например, из параллельно включенных элементов К, Ь и С,Устройство содержит источник частотно- модулированного сигнала 1, который соединен через двухполюсник 2, содержащий преобразуемые элементы 3 (С), 4 (Ь) и 5 (К), с входом операционного усилителя б, в цепи обратной связи которого включен образцовый конденсатор 7 (С,), Выход источника частотно-модулированного сигнала 1 подсоединен к входам фазочувствительного выпрямителя 8 и управляемого делителя напряжения 9, выход которого соединен с вольтметром 10 и с входом интегрирующего усилителя 11, выход которого через образцовый резистор 12 (К 2) соединен с входом операционного усилителя б, Выход операционного усилителя соединен с другим входом фазочувствительного выпрямителя 8 и входом управляемого делителя напряжения 13, управляющий вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя 8, и выход с входом вольтметра 14 и через образцовый резистор 15 (Кы) - с входом операционного усилителя б. Выход операционного усилителя соединен с входом вольтметра 16 и с входом амплитудного детектора огибающей 17, выход которо го соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения 9.Преобразователь работает следующим образом.Напряжение на выходе усилителя 6 равно1 1 Кп1 С+. + -- К - . -у у 1 1 Рд Р 12Кьз1 С,+15 где У, - напряжение источникачастотно - модулированного сигнала 1; 109- К = -- , - коэффициентуправляемого напряжения 9; передачи делителя 15 Ки - коэффициент передачи интегрирующего усилителя 11; 20 К, =- коэффициент передачи с управляемого делителя напряжения 13.(3) можно записать 1 1 КС+, + --О Ь Я /о)роС,+К,(4) 40При выполнении условия синфазности напря-.жения 06 по отношению к О то есть7 .О,=О, (5) 1 о)С -- + К Ь р, У: - У е У оРС 55 Лмплитудный детектор огибающий 17 выделяет огибающую частотно-,модулированного сигнала У и если условие(6) 60йО 3не выполняется, то он своим выходным сигналом регулирует коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 9 до выполнения условия (7), при котором справедливы 65 следующие выражения,45 которое достигается автоматически путем регулирования коэффициента, передачи Кэ управляемого делителя напряжения 13 сигналом, поступающим на его управляющий вход с выхода фазочувствительного выпрямителя 50 8, можно записать372721 Составитель Л. Сотниковадактор Н. Хлудова Техред М. Семенов Корректор Е, Хмелева каз 2085/14 Изд.717 НПО Государственного комитета С по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодписное Тираж 1109овета Министров Си открытийская паб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова,5Напряжение У, на выходе усилителя 61 ц.1=и (8)Напряжение Уз на выходе управляемого 5 делителя напряжения 13)0)= (9)Напряжение У, на выходе управляемого 10 делителя напряжения 90,1=и, ". - ,1 (1 О)Как видно из выражения (8), напряжение Уизмеряемое вольтметром 16, прямо пропорционально величине преобразуемой емкости элемента 3 (С), а напряжения 01 з и О измеряемые вольтметрами 14 и 10, как видно из выражений (9) и (10), обратно пропюрцио нальны соответственно величине преобразуемого сопротивления элемента 5 (К) и величине преобразуемой индуктивности элемента 4 (1.).Для преобразования параметров 1 Ц.С двух полюсников с последовательной схемой замещения двухполюсник включают в цепь обратной связи еще одного операционного усилителя, выходной ток которого затем преобразуют. 30 Формула изобретенияПреобразователь параметров трехэлементных К 1.С двухполюсников, содержащий источник частотно-модулированного сигнала, сое диненный с одним из зажимов для подключения объекта измерения, другой зажим при этом соединен с входом операционного усилителя с включенным образцовым конденсатором в цепи обратной связи, выход операционного усилителя подключен к одному из входов управляемого делителя напряжения, к одному из входов фазочувствительного выпрямителя, а также к входу одного вольтметра выход фазочувствительного выпрямителя соединен с одним из входов управляемого делителя напряжения, а выход управляемого делителя напряжения соединен с другим вольтметром, другой вход фазочувствительного выпрямителя подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены интегрирующий усилитель, дополнительный управляемый делитель напряжения, амплитудный детектор огибающей, образцовый и дополнительный образцовый резисторы и добавочный вольтметр, причем выход интегрирующего усилителя соединен с одним из выводов образцового резистора, другой вывод соединен с входом операционного усилителя, а также с одним из выводов дополнительного образцового резистора, другой вывод дополнительного образцового резистора соединен с управляемым делителем напряжения, вход интегрирующего усилителя соединен с вольтметром и дополнительным управляемым делителем напряжения, один из входов которого подключен к выходу источника частотно. модулированного сигнала, другой вход соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, а вход амплитудного детектора огибающей соединен с одним из входов фазочувствительного выпрямителя.