Устройство для измерения информации преобразователей на основе реактивных сопротивлений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1 В 27 26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕН ТЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМУ С(72) С.С.Александров, Г.Н.Ковшов, Е.А,Ястребов и О.С.Александров (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики(56) 1.Электрические измерения. Под ред.А.В.фремке. Л., Энергия, 1973, с,233-241.2. Авторское свидетельство СССР 9 781868, кл. 6 01 й 27/26, 1978 (прототип)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ, содержащее линию связи между приемной и передающей стороной, на передающей стороне - блок питания, трансформа-. тор, конденсатор, элемент сброса, коммутатор, гри пары входных зажимов для подключения первичных преобразователей)1,4,С на приемной стороне- источник питайия, блок сравнения, резисторный делитель и блок регистрации, причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами для преобразователей Н;С,первым выводом вторичной обмотки трансформатора и блоком питания, выход которого через элемент сброса соединен с входом началь ной установки коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входными зажимами для подключения преобразователей Н,1.,С, тактирующий вход коммутатора соединен с вторым выводом второй обмотки трансформатора, первичная обмотка которого одним выводом через конденсатор .соединена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источник питания соединен с первым выводом резисторного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соедйнен с общей точкой реэисторного делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, выход блока сравнения соединенЯ с блоком регистрации, первый провод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую точку первичной обмотки трансформатора и С блока питания, второй провод линии связи соединяет второй вход блока сравнения и общую точку конденсатора и входа коммутатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены на передающей стороне генератор и два ключа, причем выход ,генератора соединен с управляющимивходами ключей, первый входной зажим для преобразователя М через первый ключ соединен с общей шиной устройст.- ва, которая через второй ключ соединена с вторым входным зажимом преобразователя С.40 65 Изобретение относится к электрическим измерениям и телеизмерениям и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности в автоматизированных системах управления технологией 5 производства и при геофизических исследованиях скважин.Известно применение мостовой схемы для определения таких параметров, как сопротивление, емкостьи 10 .индуктивность. Затем с неизвестным параметром включается в,одно из плеч моста, мост уравновешивается и неизвестная величина определяется через известные параметры трех остальных 35 плеч моста 1 .Однако данное устройство трудно реализовать в некоторых областях применения, например в телеизмерении, из-за влияния распределения параметров линии связи.Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является устройство, содержащее линию связи между приемной и передающй стороной, на передающей стороне - блок питания, трансформатор, конденсатор, элемент сброса, коммутатор, три пары входных зажимов дляподключения преобразователей.Н,1,С, на приемной стороне источник питания, блок сравнения, резисторный делитель и блок регистрации, причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами В,С, первым выводом вторичной обмотки трансформатора 35 и блоком британия, выход которого через элемент сброса соединен с входом начальной установки коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входными зажимами для подключения преобразователей В,Ь,С,тактирующий вход коммутатора соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, первичная обмотка которогоодним выводом через конденсатор сое динена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источника питания соединен с первым выводом резистор- ного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с общей точкой резисторного делителя, второй вывод которого соединен с блоком регистрации, первый провод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую точку первичной обмотки трансформатора и блока питания, второй провод линии связи соединяет второй вход блока сравнения и общую точку конденсатора и входа коммутатора 21 60 Недостатком данного устройства является то, что, используя преобразование параметра в интервале времени при переходных процессах в ВС - или Е 1. - цепях, один из элементов цепи берется за образцовый, а другой за измеряемый, в. устройстве нельзя применить единый образцовый элемент цепи, с помощью которого можно было бы измерить все три В,1.,С- параметра. Например, с помощью образцового С-параметра измеряют В - параметр, но нельзя измерить 1. или С-параметры.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерения ВЬС-параметров, заключающееся в возможности измерения всех трех параметров через любой из ЬС-параметров, взятый за образцовый. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения информации преобразователей на основе реактивных сопротивлений, содержащее линию связи между приемной и передающей стороной, на передающей стороне-блок питания, трансформатор, конденсатор, элемент сброса, коммутатор, три пары входных зажимов для подключения первичных преобразователей 2,1 С, на приемной стороне - источник питания, блок сравнения, резисторный делитель и блок регистрации, причем на передающей стороне общий провод соединен с первыми входными зажимами для преобразователей К,С., первым выводом вторичной обмотки трансформатора и блоком питания, выход которого через элемент сброса соединен с входом начальной установки коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входными зажимами для подключения преобразователей В, Ь,С,тактирующий вход коммутатора соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора,первичная обмотка которого одним выводом через конденсатор соединена с входом коммутатора, а другим выводом с входом блока питания, на приемной стороне источник питания соединен с первым выводом резисторного делителя и первым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с общей точкой резисторного делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, выход блока сравнения соединен с блоком регистрации, первый провод линии связи соединяет первый вход блока сравнения и общую .точку первичной обмотки трансформатора и блока питания, второй провод линии связи соединяет второй вход блока сравнеюия и общую точку конденсатора и входа коммутатора, введены на передающей стороне гене-. ратор и два ключа, причем выход генератора соединен с управляющими входами ключей, первый входной зажимдля преобразователя 1 через первыйключ соединен с общей шиной устройства, которая через второй ключ соединена с вторым входным зажимомпреобразователя С.На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство содержит на передающей стороне блок 1 питания, трансформатор 2, конденсатор 3, элемент4 сброса, коммутатор 5, (реэистивные) В б, (индуктивные) .Ь 7 и(емкостные) С 8 первичные преобразователи, (коммутирующие) ключи 9 и10, генератор 11, первый 12 и второй. 13 провода линии связи.На приемной стороне устройствосодержит источник 14 питания, 15блок 15 сравнения, резисторный делитель 16, блок 17 регистрации.Вход. блока 1 питания. соединен с первым проводом 12 линии связи и черезпоследовательно соединенные первичную обмотку трансформатора 2 и кон 20денсатор 3 со вторым проводом 13линии связи и входом коммутатора 5,а выход через элемент 4 сброса соединен со входом начальной установкикоммутатора 5. Выходы последнего сое 25динены с резистивными первичными преобразователями б, с последовательносоединенными индуктивными первичнымипреобразователями информации 7 икоммутирующими ключами 9 и с параллельно соединенными емкостными первичными преобразователями информации8 и коммутирующими ключами 10. Генератор 11 соединен с управляющими входами ключей 9 и 10. 35Источник 14 питания соединен спервым проводом 12 линии связи ипервым входом блока 15 сравнения,второй вход соединен с проводом 13 линии связи, а третий вход - с выходом 40резисторного делителя 16, соединенного с источником 14 питания. Выходблока 15 рравнения подключен ко входу блока 17 регистрации.Устройство работает следующимобразом. 45 После подачи напряжения питания коммутатор 5 под воздействием импульса, вырабатываемого элементом 4 сброса 5050 приводится в исходное состояние, при котором к проводу 13 линии связи подключается резистивный первичный пре" образователь 6. Через подключенный резистивный преобразователь б начинает заряжаться распределенная емкость между проводами 12 и 13 линии связи. .В данном случае роль образцовой емкости выполняет распределенная емкость линии связи. До подачи напряжения пи-. тания эта распределенная емкость былая разряжена, поэтому потенциал точки соединения провода 13 линии связи и входа блока 15 сравнения близок к напряжению источника 14 питания и, следовательно, является более высоким 5 относительно потенциала другого входа блока, 15 сравнения, подключенного к выходу резисторного делителя 16. По мере заряда распределенной емкости линии связи разность потенциалов на этих двух блоках стремится к нулю, при достижении которого блок 15 сравнения срабатывает, выдавая импульс окончания заряда распределенной емкости линии связи в блок 17 регистрации.Одновременно происходит разряд распределенной емкости линии связи через блок 15 сравнения, через входы, подключенные к проводам 12 и 13 линии связи. Одновременно через входы блока 15 сравнения, подключенных к проводу 12 линии связи и к выходу резисторного делителя 16, происходит шунтирование верхнего резистора последнего, в результате на выходе реэисторного делителя 16 образуется новое значение напряжения срабатывания блока 15 сравнения. Разряд распределенной емкости линии связи происходит до тех пор, пока потенциал входа блока 15 сравнения, подключенный к проводу 13 линии связи, не достигнет нового значения потенциала на выходе реэисторного делителя 16. После этого блок 15 сравнения выдает сигнал об окончании разряда распределенной емкости в блок 17 регистрации.Временной интервал, отсчитываемый от момента начала заряда распределенной емкости до начала разряда, пропорционален величине резистивного преобразователя 6. Одновременно с зарядом распределенной емкости происходит заряд и разряд конденсатора 3, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора 2 между проводами 12 и 13 линии связи и имеющую емкость в несколько десятков раз меньше емкости линии связи. Сформированный во время разряда импульс управления со вторичной обмотки трансформатора2 поступает на тактирующий вход коммутатора 5, который подключает, например, индуктивный преобразователь 7 информации. Снова происходит заряд распределенной емкости, но не непрерывно, а ступенчато, так как ключ 9 под воздействием генератора 11 коммутирует зарядный ток цепи, тем самьм реактивное сопротивление индуктивного преобразователя 7 будет и(, где ц:сопэ 1 -частота генератора 11, а (, неизвестная индуктивность преобразователя 7. Зарядный ток распределенной емкости также определяется реактивным сопротивлением преобразователя 7, поэтому время заряда распределенной емкости пропорциоТираж 710нного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д.4 писное 5 113 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.П ктная, 4 нально индуктивности первичного преобразователя 7.При подключении к распределенной емкости емкостного первичного преобразователя 8 зарядный ток определяется реактивным сопротивлением емкости, а следовательно, время заряда распределенной емкости также пропорционально неизвестной емкости преобразователя 8.Предлагаемый способ измерения параметров В 1.,С,-преобразователей позволяет при коммутации постоянного или медленно изменяющегося тока заданной частотой измерять реактивные сопротивления индуктивных и емкостных датчиков,. а значит параметры ,С " первичных преобразователей информации.Предлагаемый способ можно реализовать и в устройстве с образцовой индуктивностью. Использование способа измерения в устройстве позволяет расширить фукциональные воэможности последнего, так как позволяет измерять все три В, Ь,С. - параметра практически прямыми методами беэ вторичных преобразователей.