Устройство для измерения параметров динамических объектов

О П И С А Н И Е (пг 322475И ЗОБРЕТЕ Н Ия Союз Советскин Соцмапистицескин Республик61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлено 0909.74 (21) 2059792/21 М. Кле601 В 25 ЮО соединением заявки осударотаенныи номнтетСовета Миниотроа СССРоо делам нзооретенийн отнрытий 3) Приорит27 (53) УДК621.317.3 43) Опубликовано 25. 07. 76,Бюллет 45) Дата опубликования описанию(72) Автори изобретени Руссин и В. С. Умански 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВрафа и ст экране эл го иентриров оннолучевой т Это по ия эллипса н т убки, что практ иводцт к боль чески не шим пог олнимо, тостям и еренци. естное устройство це 1 действии шумов и ц ших в измеряемом сц х затрат времени на параметров эллипса сдвига и отношештя а вительно к дрейфам 1 е для исслеКроме того осп ос обн ос изпр,тоянных саста ле, требует б 1 ведение перес значение фазо гл,ольш етов О я па. зусто м 1 у плиту лей у вания, очень чувст илителей и н нелинейных о о не может б ения времени ы, электриче нами- и из. Одя низки пригодно бъектов; известное устыть использовано дляпереходного процесса,ской емкости и индуктив роист изме ,часто ,НОСТИ стоя е И стно также роиство, содерж их колебаний, у 21 . Однако э омоздким и сло Цель из тенйя- повышение го ил ор гармоничесблок индикаии ра О.мерения фаз времени пер ти и индукт выхсдвиго и шент о ходны твност х процессов, част и в присутствии устров обр ва ко жно гво является ении. Оно тре ффиииентов уси ертикальнымет строгого р ния по горизо астинам осци е стоянных альогоцп также ние времени изм ым и Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для измерения пара,метров динамических объектов - фазовых сдвигов между сигналами на входе и выходе цинамических объектов, отношения амплитуд этих сигналов, времени переходных процессов, значения частоты колебаний, ве н электрической емкости и индуктивности. Известны устройства для измерен раметров динамических объектов. Одно ойсгв для измерения параметров ди ческих звеньев содержит вольтметр мердтель фазового сдвига ЕФ111 пако прибор НФприменим только дп частот и при отсутствии в сигнале и ных смешений.1 Я .ГЕ.1",) УС. 11 й.Г 11) СП 1 ЖЕ 1) 111).11 111 И )ТС Ь 1",1 КСЕКТ)1 УР СИ "ЛИ; 1)Р 111,СК 111, 11 с)рекли)1 ателем су 11 атГсм це)Г)н 1 и вто" 1 ыы пе)е).1 ен 1 ыми резистге)11 к 01 депсатором, операционным усилителем и лимбом, с причем генератор гармонических колебаний соелтен с первым и вторым корректирующим зьеном; со вторым непосредственно, а с первым через исследуемый объект, выход первого корректирующего звена через усилитель подключен к первому входу переключателя, первый выход которого присоединен к первому входу сумматора, второй вход сумматора присоединен к выходу второго корректирующего звена и выводу первого регулируемого резистора, соединенного с его подвижным контактом, второй вывод которо го соедйнен с параллельно включенным операционным усилителем, конденсатором и вто рым переменным резистором, подвижной кон такт которого соединен с одним из выврдов, вторые выходы паралельно соединенныхэлементов подсоединены к третьему входу сумматора, первый и второй переменные Ре- зисторы механически связаны между собой и лимбом, выход сумматора подключен ко М второму входу переключателя и к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен со вторым и третьим выходом переключателя.На чертеже представлена структурная ЭВ электрическая схема устройства для измерения параметров динамических объектоВ .Устройство содержит генератор 1 гармонических колебаний, первый и второй корректирующие звенья 2 и 3, вход звена 2 сое- ЭВ динен с генератором 1 гармонических колебаний, вход звена 3 - с выходом исследуе мого динамического объекта 4, вход которого подключен к генератору 1 гармонических колебаний, инвертирую 1 пий усилитель 5 - с 49 регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом корректирующес го звена 3, а выход - с первым входом перекл 1 очателя 6, имеюспего два переключения (см. черт., положения А и 5), сумматор 7, 46 первый вход которого соединен с первым выходом переключателя 6, а второй вход - с корректируюцсим звеном 2; операционный усилитель 8, выход которого подключен к третьему входу сумматора 7, конденсатор9, включенньй в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 8, второй регулируемый резистор 10, включе)Гный параллельно конденсатору О первый регулируемый резистор 11, включенпыи между вы 66 ходом коррект)1 ру)с)снего;1)она 2 и входом операционного усилителя 8, подвижный контакт которого 111).)с:). 1111.11 к выходу кор- )екткрук)1 цего еРИ 1 2,;1)1 16 .12, сеханичесф. ки связлнн 1.11 с ) Ру.11)у с;лъ 1.,1 и 1 Р.)истО)ами 4 ф 10 и 11 и )рс)1)Еду 1 с)11,.11111,111 1 с,с 11 иц,мизмеряемых вели пп и беГ)к 13 пидпканип,наприс:еГ) осциллограф, с вертикали 1 ои и горизонтальной разверткой, один из)ходс 1 кс)торого подключен к выходу сумматора 7 ивторому входу переключателя 6, а другойчерез второй и третий выходы переключателя 6 подключается либо к инвертируюшемуусилител 1 о 5 (положение Л), либо к выходусумматора 7 (положение Б). Устройство работает следующим образом.Сигнал с генератора 1 гармоническихколебаний подается на исследуемый объаит",4 и одновременно через корректируюц(еезвено 2 на блок фазового сдвига, состояще,го из сумматора 7, усилителя 8, конденса.тора 9, резисторов 10 и 11 и лимба 12 идалее на вход блока 13 индикации, (в данном случае осциллограф).При измерении фазовых сдвигов, временипереходного процесса, величины электрической емкости и инцуктивности сигнал с исследуемого объекта 4 через корректирующеезвено 3, инвертируюший усилитель 5 и переклвчатель 6 (в положении А) поступает навторой вход блока 1 3 индикацииф При эГомна экране блока 13 индикации (осциллографе) будет наблюдаться эллипсообразная кривая. С помощью механически связанных регулируемых резисторов 10 и 11 устанавливают такое значение постоянной времени Т(сек)блока фазового сдвига, при котором эплипс на экране блока 1 Э индикации превратиться в прямую линию, что говорит о равенцстве фаз сигнала исследуемого объекта 4 иблока фазового сдвига. Постоянную времениТ считывают с лимба 12,Значение фазового сдвига определяютпо формуле:1 щ Р аРС 1 7где Ч величина фазового сдвига;Т - постоянная времени;- частота, задаваемая с генерао4 тора 1 гармонических колебаний.Для подавления шумов и компенсациипостоянных составляющих в предлагаемойсхеме используются корректирующие звенья2 и 3, включение которых согласно схемесовершенно не требует коррекции результатов измерений.При измерении отношения амплитуд (ко.торсе производят, после замера фазовогосдвига - при выставленном положении механически связанных регулируемых резисторов10 и 11) сигнал с исследуемого объекта 4через корректирующее звено 3, инвертирующий усилитель 5, переключатель 6 (в полосженин Б) поступает на один из входов сумматора 7 и через переключатель 6 поступа ет на второй вход блока 13 н 1 дике)цин.):1 ри т-капо блока 13 цч(каиибудет зобла.ке(а (ря 14 ая лнця, И;,(ец;циомкоэф(р(циента усиления с помощью усилителя5 добиваются преврашеш(я нрямой линии,наблюдаемой на экране блока индикации, в,точку, что соответствует равенству амплитудс усилителя 5 и звена 2. Значение отношения амплитуд (модуль на выходе и входе,исследуемого объекта 4 считывают непосредственно со шкалы (на чертеже не показана)усилителя 5,1Это возможно благодаря тому, что узелфазового сдвига не изменяет амплитуды сиг,нала на выходе сумматора 7, поступаюшОйУстройство для измерения параметров ди 1 намических объектов, содержашее генератор ЗЬ гармонических колебаний, усилитель и блок индикации отлича юшееся тем, что, с целью повышения точности измерения ,фазовых сдвигов, отношения амплитуд, време,ни переходных процессов, частоты, емкости ииндуктивности в присутствии помех 1 постояниых составляющих, а также сокрашения времени измерения, оно снабжено первьм и вторым корректирующим звеном, переключателем, сумматором, первым и вторым переменными реЬ :зисторами, конденсатором, операционным усилителем и лимбом, причем генератЬр гармонических колебаний соединен с первым и втовмч Г)бъект, выход перво( о коррок- ируюшего она через усилитель подключен к первому(дходу переключателя, первый выход которогоподсоединен к первому входу сумматора,второй вход сумматора пр(соединен к выходувторого корректирующего звена и выводу;первого регулируемого резистора, соединенного с его подвижным контактом, второйвывод которого соединен с параллельно вкл(о.ченным операционным усилителем, конденсатором и вторым переменным резисторомподвижный контакт которого соединен с одним из выводов, вторые выходы параллей(ьно соединенных элементов подсоединены ктретьему входу сумматора, первый и второйпеременные резисторы механически связанымежду собой и лимбом, выход сумматораподключен ко второму входу переключате(яи к первому входу блока индикации, второйвход которого соединен со вторым и третьим,выходом переключателя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Приборы я методы определения частот.ных характеристик систем автоматического ре,гулирования", М. ЦИНТИ Приборэлектро, 19,стр, 58,2. Патридж Г, "Электронные измерительные приборы", ЛГосэнергоиздат, 1061,стр. 219,Составитель М. барашковРедактор А. Морозова Техред А. Демьянова Корректор Т. КравченкоЗаказ 3521/366 Тираж 1029 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4