Преобразователь параметров пассивных двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано при контроле параметров пассивных четырехполюсников.Известен преобразователь параметров комплексных сопротивлений в элект.рический сигнал, содержащий источникнапряжения, выход которого черезпреобразуембе сопротивление соединенсо входом основного усилителя, в1 Оцель обратной связи которого включено первое образцовое сопротивление,а черездополнительное сопротивление,равное номинальному значению преобразуемого, соединен со входом допол"нительного усилителя со вторым образцовым сопротивлением в цепи обратнойсвязи, причем выход дополнительногоусилителя соединен одновременно совходом основного усиЛителя через 20третье образцовое сопротивление ис первым входом сумматора, второйвход которого подсоединен к выходуосновного усилителя ЯНедостатком преобразователя является необходимость включать в дополнительный канал сопротивление,равное номинальному значению преобраз ".мого, что на практике не всегдаудается сделать. 30Наиболее близким к предлагаемомупо,технической сущности являетсяпреобразователь параметров элементов электрических цепей в напряжение, содержащий источник напряжения,выход которого через образцовыйэлемент подключен к входу первогоусилителя, соединенному также с первой клеммой преобразуемого элемента, второй усилитель, в цепи обрат о 40ной связи которого включен элемент,аналогичный преобразуемому, а междувходом усилителя и выходом источниканапряжения включен элемент, анало.гичный образцовому, сумматор, входыкоторого соединены с выходами усилителей, фазочувствительный индикатор,один вход которого соединен с выходом источника напряжения, а другой - ,с выходом первого усилителя, выходиндикатора подключен к управляющемувходу элемента в цепи обратной связивторого усилителя, а вторая клемма преобразуемого элемента соединена свыходом сумматора 121,.55Недостатками известного преобра, зователя является наличие в нем контура автоматического регулирования, в связи с чем быстродействие преобразователя резко ограничено, атакже невозможность измерения параметров комплексных сопротивленийпассивных двухполюсников со сложной,многоэлементной структурой, так какнеобходимо устанавливать регулируемое сопротивление точно равным повсем параметрам измеряемому.Целью изобретения является повышение быстродействия и расширениефункциональных, возможностей,Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь параметров пассивных двухполюсников, содержа"щий источник опорного напряжения, первый и второй операционные усилители,два опорных сопротивления обратнойсязи, сумматор и клеммы для подключения исследуемого двухполюсника, вкотором выход первого операционно,го усилителя через первое опорноесопротивление обратной связи соединен с своим входом, а также с однимиз входов сумматора, выход которогочерез второе опорное сопротивлениеобратной связи соединен с входом второго операционного усилителя, выходкоторого соединен с вторым входомсумматора, причем исследуемый двухполюсник включен на входе второгооперационного усилителя, а выходомпреобразователя является выход сумматора, дополнительно введены первыйи второй вычитатели напряжений,масштабирующий преобразователь, первое и второе образцовые сопротивления,причем выход сумматора через масштабирующий преобразователь соединен содним из входов первого вычитателянапряжений, выход которого соединенс одним из входов второго вычитателя напряжений, а через первое об- фразцовое сопротивление- с одной изклемм для подключения исследуемогодвухполюсника и с вторым входом второго вычитателя напряжений, выход ко.торого соединен через второе образцовое сопротивление с входом первого операционного усилителя, выходисточника опорного напряжения соединен с вторым входом первого вычитателя напряженийНа чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого преобразователя. Преобразователь параметров пассивных двухполюсников содержит источник 1 опорного напряжения, первый 2 и второй 3 операционные усилители,сумматор 4, первый 5 и второй 6 вычитатели напряжений, масштабирующий преобразователь 7, первое 8 и второе 9 образцовые сопротивления, исследуемый двухполюсник 10, первое 11 5 .и второе 12 опорные сопротивления обратной связи, причем выход первого операционного усилителя 2 через первое опорное сопротивление 11 обратной связи соединен с своим вхо- О дом, а также с одним из входов сумматора 4, выход которого через второе опорное сопротивление 12 обратной связи соединен с входом второго операционного усилителя 3, выход ко торого соединен с другим входом сумматора 4, исследуемый двухполюсник 10 включен на входе второго опе" рационного усилителя 3. Выход сумматора 4 является выходом преобра О зователя.Выход сумматора 4 через масштабирующий преобразователь 7 соединен с одним входом первого вычитателя 5 напряжений, выход которого соединен с одним входом второго вычитателя 6. напряжений, а через первое образцовое сопротивление 8 соединен с исследуемым двухполюсником 10 и с вторым входом второго вычитателя 6 напряжений, выход которого соединен через второе образцовое сопротивление 9 .с входом первого операци-, онного усилителя 2, Выход источника 1 опорного напряжения соединен сдругим входом первого вычитателя 5 напряжений.Преобразователь работает следующим образом.При подаче на вход первого вычитателя 5 напряжений опорного напря 40 жения амплитуды Б , после окончанияОпереходных процессов в преобразователе, выходное напряжение первого вычита,теля 5 напряжений устанавливается45 равнымогде К -коэффициент передачи масштабирующего преобразователя 7, причем К устанавливается равным Е 8 /Е, Напряжение поступает на вход опера"5 О ционного усилителя 3 через последовательно включенные сопротивления 8, двухполюсник 10 и одновременно на первый вход второго вычитателя 6 напряжений. На выходе вычитателя Ь напря жений устанавливается напряжение81 8 Р 8+ч 2равное падению напряжения на образцовом сопротивлении 8. При этом навыходе операционного усилителя 2 возникает напряжение Е РцЕ,1 2 рО КОщв д шлос 2,2 с Вф 10122 714+ К) Ч 11 где К - коэффициент усиления операционного усилителя 2.Выходное напряжение операционного усилителя 3 равно103К 0 о К 18 ЫХтГгде К - коэффициент усиления операционного усилителя 3.Выходное напряжение преобразователя, определяемое как .сумма напряжений 112 и Б с учетом равенства 2 ь и 1278 и Еч будет равно141 кХц)К +1112121рХф1 урПри достаточно большом К имеем цВых Йо т е. осуществпяется линейное преобразование параметровисследуемого дцухполюсника 10.Лнализ выражения (1)показал, чтоесли соотношение Е 8/2 о изменЯетсЯ от О, 1 до 10 при изменейии коэффициента передачи преобразователя 7/Е, в диапазоне от 0,1 до 50,погрешность преобразования не превышает 0,01 Е приК=.0000. Обеспечение такого значенияметодической погрешности достигнутоза счет выделения тока, текущего через исследуемый двухполюсник, с последующим преобразованием его в дополнительном канале в напряжениекоторое затем суммируется сумматором 4 с выходным напряжением основного канала..Канал обратной связи, образованный масштабирующим преобразователем 7, обеспечивает эффект отрицательногосопротивления, равного по абсолютной величине образцовому сопротивлению 8.Таким образом, отрицательное влияние этого сопротивления устраняется.. Черничен Редакт Синицкая ррек 111о комитета СССРий и открытийаушская наб д,4/ Подписное ектная,э 108792Отсутствие в преобразователе контура автоматического регулирования повышает быстродействие процесса преобразования до уровня, обеспечиваемого прямыми методами преобразования. Кроме того, предлагаемый преобразователь позволяет осуществлять преобразование параметров комплексных сопротивлений, имеющих многоэлементную структуру, независимо от 1 О вида используемого опорного напряжения, сохраняя при этом выигрыш по точности преобразования, хараказ 2652/42 Ти ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж-Зилиал ППП Патент, г, Ужгоро 2 ьтерный итерационным методам коррекции.Высокое быстродействие,.низкая погрешность преобразования, простота реализации делают предлагаемый преобразователь параметров пассив" ных двухполюсников весьма перспективными с точки зрения использования его в качестве первичного преобразователя для систем контроля и из.- мерения параметров объектов, представляемых пассивными схемами замещения, имеющих многоэлементную структуру,