Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДЬСввУ61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 13. 02,74 (21) 1 996959/21(11) Бд 6,437 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 51)М, К С 01 Й. 17/О заявкисоедине дарственный комитетвта Министров СССРделам изаоретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 20.05.7 УДК 621.317.(71) Заявитель ензенский политехнический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ПАССИВНЫХ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ ерИзобретение относится к электроизмерительной технике и, в частности, к измерению составляющих комплексных величин переменного тока.Известно устройство, позволяющее измерять параметры нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащее трансформатор, образцовые проводимости, усилители, амплитудный детектор огибающей источник частотно модулированного сигнала, амплитудно-дифференциальный указатель,Однако известное устройство имеетнизкое быстродействие, так как результатизмерения получается путем последовательного приведения измерительной цепив два состояния квазиравновесия и после.дующего преобразования параметров двухэлементной цепи, а также ограниченныефункциональные возможности,Цель изобретения - повысить быстродействие и расширить функциональные возможности преобразователя.Это достигается тем, что выход первого усилителя подсоединен ко входам п вого логометрического преобразователя,перв ого управляем ого делителя напряжения и через другую вторичную обмоткутрансформатора ко входам второго и треть его логометрического преобразователя, атакже фазочувствительного индикатора, выход которого подключен к управляюшемувходу второго управляемого делителя напряжения, другой вход которого подключен О ко второму входу третьего логометрического преобразователя, входу второго управляемого делителя напряжения и выходувторого усилителя, в цепи обратной связикоторого стоит образцовый элемент, ана логичный третьему преобразуемому элементу двухполюсника, а вход усилителячерез образцовый активный элемент соединен с выходом второго управляемого делителя напряжения и другим входом второ- О го логометрического преобразователя, ичерез цепочку, состоящую из двух равныхобразцовых элементов, идентичных первомуэлементу двухполюсника, соединен со вхо.дом первого усилителя, причем средняя 25 .точка этой цепочки подключена к другому536437 вхэду первого лэгометрического преобразователя и к выходу первэго управляемогоделителя напряжения, управляющий входкоторого соединен с выходом амплитудногэ детектора эгибаюшей, входы которогоподключены к выходам второго и третьеголэгэметрических преобразователей,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя,Преобразователь состоит из источника1 частотно модулированного сигналаподключенного к обмэтке 2 трансформатора 3, эбмотки 4, исследуемого двухполюсника 5, с оде ржашег о пре образуемыеэлементы 6 (С ), 7 (К ), и 8 ( С 8),усилителя 9, управляемого делителя напряжения 10, эбразцовых конденсаторов11 (1,1) и 12 ( С 12)обмотки 13 логометрических преобразователей 14, 15 и16, фазочувствительного индикатора 17,управляемого делителя напряжения 18, второго усилителч 19, образцовых конденсатора 20 ( С 20), сопротивления 21 ( К 21)и амплитудного детектора огибающей 22,Работает преобразователь следующимобразом.Напряжение на выходе усилителя 9 рав"но й (/ в С,КО )1(; С +й 1 Л РЦ)С где Бо -напряжение, снимаемое с обмотки 4 трансформатора 3;К - коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 10 (К1),При этом ток, протекающий через исследуемый двухполюсник 5, равен току ) поэтека 1 ошему через конденсатор 11, те.. Напряжение, приложенное к11емкости 8 исследуемого двухполюсника 5, равно Е1(шС1( щ С + 1 1(К )1 вс Как видно из этих равенств приНапряжениеприложенное к параллельному соединению элементов 6 и 7, равно 4Фполучим напряжение 013 относительноземли равное напряжению О, т,е,Ч = Так как емкость койденсато,7ра 11 равна емкости конденсатора 125 ( С 11 = С 12) и учитывая, что к ним приложено одно и то же напряжение, то протекающий через конденсатор 12 ( С 12 )ток 512 равенФ3 =3 =-Э1012 11 51Таким образом мы получили ток 31равный току 3, текушему через двухполюсник, и напряжение О= Обт, приложенное к параллельному соединению эле 15 ментов 6 и 7 исследуемого двухполюсника. Затем, разложив ток 3= - Э наактивную и реактивную составляющие относительно напряжения О т, можно получить величины, пропорциональные эле 20 ментам 6 и 7 исследуемого двухполюсниха, При выполнении условия синфазностивыходного напряжения 01 усилителя 19с напряжением ц которое достигается путем изменения величины коэффициента передачи управляемого делителя напрякения 18 выхэдным сигналом фазочувствительного индикатора 17, модуль величиныотношения напряжений 01 и 013, определяемый логометрическим пэ 1 еобразова 30тедем 16, пропэрционаден , а мдуль величины отношения напряжения Ри напряжения на выходе управляемого делителя напряжения 18 01 , определяемый логометрическим преобразователем 15,35пропорционален К. Выходные сигналылогометрических преобразователей 15 и16 поступают на амплитудный детекторогибающей 22, который выделяет огибающую амплитуды этих сигналов при изме 40нении частоты источника 1. Выходной сигнал амплитудного детектора огибающей 22изменяет коэффициент передачи )( управляем ого делителя напряжения 1 О д о тех45пор, пока не наступит равенство К С =СО11 8,приводяшее измерительную цепь в состояние квазиравновесия, при котором выходной сигнал логометрического преобразователя 14 прэпорционален величине емкости50С 8 ф тле, 6,1 ОС, - С К, алгебраически суммируя величины о и дкдючения к выходу усилителя 9 одного из концов обмотки 13 трансформатора 3, имеющей такое же количество витков, что и обмотка 4, на доугом конце обмотки 1360 где О 1 о - напряжение на выходе управляемого дедителя напряжения 10,выходной сигнал логометрического преобразователя 15 пропорционален величинесопротивления кт, т.е. 01т 2118выходной сигнал логометрического преобразователя 16 пропорционален величинеемкости С, т,е,25ф ормула изобретения Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащий первый преобразуемый элемент (активный или реактивный), последовательно соединенный с комплексным сопротивлением, представляющим собой параллельное соединение второго преобразующего элемента (активного) и третьего (реактивного), амплитудный детектор, источник частотно модулированного сигнала, подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через исследуемый двухполюсник под 30 35 и каждый из выходных сигналов инвариантен к изменению частоты за счет того, что, напряжение на выходе усилителя 9 ( О) при К С 1, = С всегда (независим о от частоты) равно падению напряжения на емкости СЕ, и соответственно, напряжение 0 всегда (независимо от частоты) равно падению напряжения на элементах 6 ( С ) и 7 ( Рг ); за счет того, что ток 32, поступающий на вход преобразователя, собранного на базе усилителя 19 всегда (независимо ог частоты) равен току, текущему через исследуе 2 С мый двухполюсник, а также за счет того, что преобразование, осуществляемое преобразователем на базе усилителя 19, является частотонезависимым. ключена к входу первого усилителя, лого- метрические преобразователи, делители напряжения, второй усилитель и фазочувствительный индикатор, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей преобразователя, выход первого усилителя подключен к входам первого логометрического преобразователя, первого управляемого делителя напряжения и через другую вторичную обмотку трансформатора - ко входам второго и третьего логометрического преобразователя. а также фазочувствительного индикатора выход которого подключен к управляющему входу второго управляемого делителя напряжения, вторым входом подключенного к второму входу третьего логометрического преобразователя, входу второго управляемого делителя напряжения и выходу второго усилителя, в цепь обратной связи которого включен образцовый элемент, аналогичный третьему преобразуемому элементу двухполюсника, а вход усилителя через образцовый активный элемент соединен с выходом второго управляемого делителя напряжения и другим входом второго логометрического преобразователя, и через цепочку, состоящую из двух равных образцовых элементов, идентичных первому элементу двухполюсника, соединен с входом первого усилителя, причем средняя точка этой цепочки подключена к другому входу первого логометрического преобразователя и к выходу первого управляе мого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, входы которого подсоединены к выходам второго и третьего логометрических преобразователей.Составитель В, ГаевскийРедактор О. Стенина Техред Г. Родак Корректор Н. КовалеваЗаказ 8769/273 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113038, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/8 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4