Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11924618(22) Заявлено 1806.80 (21) 2975910/18-21 1 з 11 М. Кд,з с присоединением заявки Мо С 01 В 27/02 Государственный комитет СССР,по делам изобретений и открытий(33 УДК 621. 317.733 (088 8) Дата опубликования описания 300482(71) Заявител уйбышевский политехнический инст им. В.В.Куйбышева) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВИзобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для измерения, активной и реактивНой составляющих комплексного сопро" тивления датчиков.Известно устройство для контроля иэделий иэ магнитных материалов, которое содержит генератор электрических колебаний, частота которого изменяется в зависимости от индуктивности катушки его контура при пропускании через нее испытуемых изделий, два амплитудных детектора. Для раздельного определения изменения магнитных свойств и размеров контролируемого изделия в устройстве применен подключенный к выходу генератора частотный дискриминатор, напряжение выхода которого включено навстречу напряжению, снимаемому с каждого из двух амплитудных детекторов так, чтобы результирующие напряжения бди пропорциональны соответственно магнитной проницаемости и размеру контролируемого изделия 1).Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для одновременного измерения активной и реактивной 30 составляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее амплитудный и частотный детекторы, входы которых, а также индуктивный датчик подключены к колебательному контуру ЬС-автогенератора (2).Устройство содержит два измерительных канала и построено в виде разомкнутой системы по каждому из измеряемых параметров (активному и индуктивному сопротивлениям датчика) что не всегда позволяет достигнуть требуемой точности измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что устройстводля измерения составляющих комплексногосопротивления датчиков,содержащее Еб-автогенератор,соединенный с входами амплитудного и частотногодетекторов, снабжено двумя сумматорами и двумя усилителями ошибки,причем выходы амплитудного и частотного детекторов соединены через первый и второй сумматоры с входами одного и другого усилителей ошибки соответственно, выходы которых соединены с одним и другим входами ЬС-автогенератора.ЬС-автогенератор выполнен на двух умножителях напряжения, при этом выход первого умножителя напряжения через резистор и выход второго умно- жителя напряжения через конденсатор соединены с входом усилителя. 5На чертеже приведена функциональ,ная электрическая схема устройства.Устройство содержит амплитудный и частотный детекторы 1 и 2, подключенные к колебательному контуру 3, )О ЬС-автогенератор 4. Усилитель 5 ЬС- антогенератора 4 выполнен в виде источника тока, управляемого током.Выход соединен с первым входом сумматора б, на второй вход которо го подается напряжение от эадатчика амплитуды (Вх 2). Выход сумматора б соединен с входом усилителя 7 ошибки, выход которого подключен к первому входу первого умнокителя 8 20 напряжения.Выход частотного детектора 2 соединен с первым входом сумматора 9, на второй вход которого подается напряжение от эадатчика частоты (Вх 2). 25 Выход сумматора 9 соединен с входом усилителя 10 ошибки, выход которого подключен к первому входу второй схемы 12 умножения напряжения. Вторые входы умножителей 8 и 11 соединены между собой, с выходом усилителя 5 и с входами амплитудного и частотного детектора 1 и 2.Выход умножителя 8 напряжения через резистор 12 соединен с входом усилителя 5. Выход умнокителя 11 через конденсатор 13 соединен с входом усилителя 5.Таким образом, усилитель 5 управляется током и охвачен двумя обратными связями. Цепь первой обратной связи включает в себя умножитель 8 напряжения, резистор 12 и обеспечивает поддержание незатухающих колебаний в колебательном контуре 3 ЬС- автогенератора 4. Глубина обратной 45 связи автоматически регулируется посредством цепи, нключаюцей в себя амплитудный детектор 1, сумматор б, усилитель 7 ошибки.Цепь второй обратной связи вклю чает в себя умножитель 11 напряжения, конденсатор 13. Глубина обратной связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя частотный детектор 2, сумматор 9, уси литель 10 ошибки.Устройство работает следующим образом.При изменении активного сопротинле" ния датчика, включенного в состав ко О лебательного контура 3, на выходе усилителя 7 ошибки (на первом выходе устройстна Вых 1) появляется сигнал рассогласования, пропорциональный внесенному в контур ахтивному сопротивлению. Сигнал подается на первый вход умножителя 8 напряжения,который осуцестнляет перемножениедвух сигналов: сигнала рассогласования и сигнала с выхода усилителя 5,Ток на выходе умножителя 8 напряжения .определяется с.уедующим образом:1 и = 98= 9 К 1)П 5где д., - выходная проходимость умножителя 8 напряжения;- напряжение на выходе умножителя 8 напряжения;К - коэффициент преобразованияумножителей 8 и 11 напряжелния, ВО - напряжение на выходе усилителя 7 ошибки;напряжение на выходе усилителя 5.При изменении реактивного (емкостного или индуктивного) сопротивлениядатчика, включенного в состав колебательного контура ЬС-автогенератора 4, на выходе усилителя 10 ошибки(на втором выходе устройства Вых 2)появляется сигнал рассогласования,пропорциональный внесенному в контурреактивному сопротивлению. Сигнал подается на первый вход умножителя 11напряжения, который осуществляет перемножение двух сигналов: сигналарассогласования и сигнала с выходаусилителя 5,Ток на выходе умножителя 11 напряжения 1 определяется следуюцим соотношением;1 3 ф 11 3 1 Ь 10 5 где Ь - выходная проводимость умно"жителя 11 напряжения;Б, - напряжение на выходе умножителя 11 напряжения;напряжение на выходе усилителя 10 ошибки;Ток на выходе усилителя 5 (15) определяется следующим соотношением:1= ) ) П (у Б. - 3 Ь . Уо) где 1 - коэффициент преобразованияИТУТ.Приведенные соотношения позволяют) записать выражение для выходной комплексной проводимости усилителя 5Ч 35 0 К К1 фЬцО ) КЯ Ь)где 9 - активная составляюцая прово.димости, вносимой в колебательный контур 3;Ь - реактивная составляюцая проводимости, вносимой в колеба, тельный контур 3.Как следует из последнего выражения, связь между напряжением 07 (на первом выходе устройства Вых 1) и проводимостью д а также связь между напряжением По (на втором выходе устройства Вых 2) и проводимостью Ь линейная, т.е, частота и амплитуда выходного сигнала ЬС-автогенератора 4 однозначно связаны с фвноси924618 формула изобретения Составитель Л.Сотниковаедактор В.Петраш Техред И. Гайду Ывыдк оррек Тираж 719 осударственногелам изобретени Москва, Ж,каэ 2809/62ВНИИПИпо113035 исное Подпта СССРытийнаб., д. ми от ск ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мыми" в колебательный контур 3 активными реактивным сопротивлениями. Это позволяет достигнуть высокой точ. ности измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков в широком диапазоне измерения.5 1. Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее ЬС-автогенератор, соединенный с входами амплитудного и частотного детекторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя сумматорами и двумя усилителями ошибки, причем выходы амплитудного и частотного детекторов соединены через первый и второй сумматоры с входами одного и другого усилителей ошибки соответственно, выходы которых соединены с одними другим входами ЬС-автогенератора.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что ЬС-автогенератор выполнен на двух умножителяхнапряжения, при этом выход первогоумножителя напряжения через резистори выход второго умножителя напряжения через конденсатор соединен свходом усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 148947, кл. С 01 К, 1961.2. Арш Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений. М., "Машиностроение", 1979, с. 68,69,