Квазиуравновешенный преобразователь параметров трехэлементных резонансных пассивных двухполюсников

СОЮЗ СОВЕСИХсоциАлистическихРЕСПУБЛИК Н 5 С 01 й 27/О ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ лус ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ теей К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 4278534/2122) 06.07,8746) 15,08.91. Бюл, М 3071) Пензенский политехнический инстит72) В.П.Арбузов53) 621.317.33(088.8)56) Авторское свидетельство СССРМ 1576872, кл. 6 01 й 27/02, 1979.(54) КВАЗИУРАВНОВЕШЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ(57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для измерения параметров комплексных сопротивлений, в частности для преобразования параметров датчиков в напряжение, Цель изобретения - расширение области применения. Напряжение с выхода генератора 1 частотно-модулированного сигнала поступает через блок 2 сопротивлений, образуемый преобразуемым двухполюсником 3 и образцовым элементом 4, на вход усили- Гг Ю 1 б 70624 А 1 теля 5. Выходное напряжение усилителя 5 подается на первый вход сумматора б, на второй вход которого поступает напряжение с первого выхода интегродифференцирующего блока 7, состоящего иэ интегратора 8 и дифференциатора 9. Выходное напряжение усилителя 5 через управляемый делитель 13 напряжения поступает на второй вход сумматора 12. Выходное напряжение дифференциатора 9 подается на первый вход фаэочувствительного индикатора 11, на второй вход которого поступает выходное напряжение усилителя 5, Выходное напряжение фазочувствительного индикатора изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 13 напряжения. Огибающая выходного напряжения измерителя 14 отношения напряжений выделяется амплитудным детектором 15 огибающей, выходное напряжение которого изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 16. Квазиуравновешенный преобразователь содержит также измеритель 10 отношения напряжений, 2 ил,45 50 55 Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров комплексных сопротивлений, в частности для преобразования параметров датчиков в напряжение,Цель изобретения - расширение области применения,На фиг.1 приведена структурная схема квазиуравновешенного преобразователя параметров трехэлементных резонансных пассивных двухполюсников; на фиг,2 - схема замещения преобразуемых двухполюсников,Квазиуравновешенный преобразователь параметров трехэлементных резонансных пассивных двухполюсников содержит генератор 1 частотно-модулированного сигнала, блок 2 сопротивлений, включающий в себя преобразуемый двухполюсник 3 и образцовый элемент 4, усилитель 5, сумматор 6, интегродифференцирующий блок 7, включающий в себя интегратор 8 и дифференциэтор 9, измеритель 10 отношения напряжений, фазочувствительный индикатор 11, сумматор 12. управляемый делитель 13 напряжения, измеритель 14 отношения напряжений, амплитудный детектор 15 огибающей и управляемый делитель 16 напряжения.Преобразуемый двухполюсник 3 и образцовый элемент 4 соединены последовательно, общая точка их соединения представляет собой выход блока 2 сопротивлений. Вторые выводы преобразуемого двухполюсника 3 и образцового элемента 4 представляют собой первый и второй (второй и первый) входы блока 2 сопротивлений,Вход и выход интегратора 8 представляет собой первые (вторые) вход и выход интегродифференцирующего блока 7, Вход и выход ифференциатора 9 представляет собой вторые (первые) вход и выход интегродифференцирующего блока 7,Выход генератора 1 частотно-модулированного сигнала соединен с первым входом блока 2 сопротивлений, выход которого соединен с входом усилителя 5, Выход последнего соединен с первым входом сумматора б, второй вход которого соединен с первым выходом интегродифференцирующего блока 7, второй выход которого соединен с первыми входами измерителя 10 , отношения напряжений и фаэочувствительного индикатора 11, вторые входы которых соединены с выходом усилителя 5, Второй вход интегродиффвренцирующего блока 7 подключен к выходу сумматора 12, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя 13 напряжения и с первым входом измерителя 14 отношения напряже 5 10 15 20 25 30 35 40 ний. Вход амплитудного детектора 15 огибающей подключен к выходу измерителя 14 отношения напряжений, а выход - к второму управляющему входу управляемого делителя 16 напряжения, выход которого соединен с первым входом интегродифференцирующего блока 7, Выход сумматора б соединен с вторым входом блока 2 сопротивлений, Выход генератора 1 частотно-модулированного сигнала соединен с первым входом сумматора 12 и с первым входом управляемого делителя 16 напряжения. Выход фазочувствительного индикатора 11 соединен с первым (управляющим) входом управляемого делителя 13 напряжения, второй вход которого подключен к выходу усилителя 5, а также к второму входу измерителя 14 отношения напряжений,Квазиуравновешенный преобразователь параметров трехзлементных резонансных пассивных двухполюсников работает следующим образом.Напряжение с выхода генератора 1 частотно-модулированного сигнала поступает через блок 2 сопротивлений на вход усилителя, В том случае, когда преобразуемый двухполюсник 3 включен между выходом генератора 1 и входом усилителя 5 и состоит из индуктивности Ь, параллельно которой включены последовательно соединенные емкость Сх и сопротивление йх (фиг,2 а), а образцовый элемент йо включен между входом усилителя 5 и выходом сумматора б, напряжение 01 на выходе сумматора б равно(исходя из равенства токов, текущих на вход усилителя 5)ыС,Р,1 фсдСК где Оо - напряжение на выходе генератора 1. Это напряжение равно сумме выходного напряжения Ог усилителя 5 и выходного напряжения Оз интегратора 801- Ог+ Оз.Напряжение Оз равно03= 04 Ки/) и, а 04= ОоК 1,где Ки - коэффициент передачи интегратора 8;К 1 - коэффициент передачи управляемого делителя 16 напряжения;04- напряжение на выходе управляемого делителя 16 напряжения.Изменение коэффициента передачи К 1 приводит к изменению напряжения Оз, а следовательно, и к изменению Ог:Ог = 01 - Озили30.са,35 откуда К 2 в момент достижения квазиравновесия пй 07 = 0 равен 40 Напряжение 02 через управляемый делитель 13 напряжения с коэффициентом передачи К 2 (05 = 02 К 2) поступает на второй вход сумматора 12, где оно суммируется с напряжением Оо 506 = Оо+ 05,а результат суммирования 06 дифференцируется по частоте генератора дифференциатором 9:07=/ щКа 06 или 07=) вКд(Оо+ 05). 10 ВЫраЗИВ Оо ЧЕРЕЗ 02 И ПОдСтаВИВ В ВЫ- ражение для 07, получим Р".а --- ,. - , - ,15 Это напряжение 07 поступает на первый вход фазочувствительного индикатора 11, на вторрй вход которого поступает на пряжение 02 с выхода усилителя 5. Выходное напряжение фазочувствительного индикатора 11 изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 13 напряжения до тех пор, пока напряжение От не будет 25 синфазно с напряжением 02, т.е.(по 2 07=0Условие квазиравновесия для рассматриваемого случая описывается выражением 45 и изменяется при изменении частоты генератора 1, а следовательно, изменяется напряжение на выходе измерителя 14 отношения напряжений, огибающая которого выделяется амплитудным детектором 50 15 огибающей. Выходное напряжение последнего изменяет коэффициент передачи К( управляемого делителя 16 напряжения до тех пор, пока коэффициент передачи К 2 управляемого делителя 13 напряжения не 55 будет зависеть от изменения частоты генератора 1 частотно-модулированного сигнала, т,е. д К 2--- =0ДИПосле достижения второго состоянияквазиравновесия дК 2/д в = 0 коэффициенты передачи управляемых делителей 13 и 16напряжения равны;йо йхК(= - и К 2Ко-х йос учетом которых функции преобразованияимеют вид"4 "К (ц-Кд(осх.В том случае когда преобраэуемыидвухполюсник 3 состоит из последовательного соединения С, и параллельно соединенных йх и (х (фиг 2 б) и включен междувходом усилителя 5 и выходом сумматора б,а образцовый элемент 4 включен между выходом генератора 1 и входом усилителя 5.функции преобразования имеют вид:,цля преобразования параметров двухполюсников, изображенных на фиг.2 в,г, интегратор 8 и дифференциатор 9 следуетпоменять местами, В этом случае двухполюсник 3 со схемой соединения элементов(фиг,2 в) включают между входом усилителя5 и выходом генератора 1, а образцовыйэлемент 4 (сопротивление й,) - между входом усилителя 5 и выходом сумматора б,Функции преобразования имеют вид;4 аКК( дВ том случае, когда двухполюсник 3(фиг.2 г) включен между входом усилителя 5и выходом сумматоров б, а образцовый элемент 4 (сопротивление Яо) - между выходомгенератора 1 и входом усилителя 5, функциипреобразования имеют вид:0, 1,лО;, =- -- =к Р с4 К ((, Д ( - о о ма Р а 2Использование квазиуравновешенногопреобразователя параметров трехэлементных резонансных пассивных двухполюсников позволяет расширить областьприменения, так как при этом увеличиваетсячисло типов параллельно-последовательныхи последовательно-параллельных схем замещения преобразуемых двухполюсников,Формула изобретенияКвазиуравновешенный преобразователь параметров трехэлементных резонансных пассивных двух пол юсников,содержащий последовательно соединенные генератор частотно-модулированногосигнала, блок сопротивлений, усилитель ипервый сумматор. последовательно соединенные первый управляемый делитель наЗаказ 2749 Тираж 396 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 пряжения и интегродифференцирующий блок, первый выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, первый вход первого управляемого делителя напряжения соединен с выходом генератора частотно-модулированного сигнала, амплитудный детектор огибающей, выход которого соединен с вторым входом первого управляемого делителя напряжения, второй управляемый делитель напряжения, фазочувствительный индикатор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены первый и второй измерители отношения напряжений и второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом генератора частотно-модулированного сигнала, второй вход - с выходом второгого управляемого делителя напряжения и с первым входом второго измерителя отношения напряжений, выход которого подключен к входу ам плитудного детектора огибающей, выходвторого сумматора соединен с вторым входом интегродифференцирующего блока, второй выход которого соединен с первыми входами первого измерителя отношения на пряжения и фазочувствительного индикатора, вторые входы которых соединены с выходом усилителя, с вторым входом второго измерителя отношения напряжения и с первым входом управляемого делителя на пряжения, второй выход которого соединенс выходом фазочувствительного индикатора.