Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21,05,74 (21) 2025416/2 М КлзЬ 01 Я 17/00Ь 01 В 27/00 присоединением заявкисударстеенный комитетовота Министров СССРпо делам изобретенийн открытий 3) Прио 1.317.088.8)) Опубликовано 05.12.76 Бюллетень 45 5) Дата опубликования огисания 26.01.77(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХПАССИВНЫХ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ оизмериния сообыстрорени Изобретение относится к электельной технике, к области изме тавляющих комплексных величин перемен го тока, может быть использовано при и мерении параметров комплексных величин несущих информацию об исследуемом объ Известен преобразователь параметров не,- резонансных пассивных трехэлементных двух 40 полюсников, состоящий из параллельно соединяемых первого преобразуемого элемента (активного или реактивного) и комплексного сопротивления, представляющего собой последовательно соединяемые второй преобра зуемый элемент (активный) и третий преобразуемый элемент (реактивный), содержаший источник частотномодулированного сит нала и усилитель, ко входу которого подключается один из выводов исследуемого двух- о полюсника, а к выходу - амплитудный детектор огибающей,Недостатками известного устройства яв ются низкое быстродействие вследствие того, что результат измерения получаетсяпутем последовательного приведения измрительной цепи в два состояния квазиравновесия и последующего преобразования параметров двухэлементной цепи; высокая сложность иаза наличия в схеме четырех регулируемых элементов; низкие функциональныевозможности Нель изобретения - повышедействия, упрощение схемы и рафункциональных возможностей,В предлагаемый преобразователь введень дифференцирующий и интегрирующий усилители, два управляемых делителя напряжения, два логометрических преобразователя, два образцовых конденсатора, вольтметр, фазочувствительный индикатор и сумматор. При этом выход источника частотномодулированного напряжения соединен со входом дифференцирующего усилителя и с одним из входов фазочувствительного индикатора и сумматора; выходы дифференцирующего усилит ля и фазочувствительного индикатора подключены соответственно ко входам первого управляемого делителя напряжения, выход ксторого соединен со вторым входом сумматсра, и через интегрирующий усилитель - к одному из входов второго логометрического преобразователя, второй вход которого соединен со вторым входом фазочувствительногоиндикатора, входами амплитудного детектора и вольтметра; выход сумматора присоединяется ко второму выводу исследуемого рдвухполюсника и к первым входам первогологометрического преобразователя и второго управляемого делителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход - со вторым 1 бвходом первого логометрического преобразователя и через второй образцовый конденсатор - со входом усилителя, в цепь обрагной связи которого включен первый образцовый конденсатор. 1 О 12 На чертеже приведена функциональная схема преобразователя параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников, состоящих, например, из параллельно ф соединенных емкости и комплексного сопротивления, представляющего собой последовательное соединение активного сопротивления и емкости,то При выполнении условия синфазности напряже ний О и О, достигаемого регулировкой коэффициента передачи К 4 делителя 45 4 сигналом с фазочувствительного индикатора 16, мнимая часть выражения (3) равна нулю, т,е,Выход усилителя 12 соединен с волы метром 14., со входами амплитудного детек тора огибающей 15, фазочувствительного индикатора 16 и логометрического преоб- бО разователя 17, Другой вход индикатора 16 подсоединен к источнику частотномодулированного сигнала 1, Выход индикатора 16 соединен с управляющим входом управляв- мого делителя напряжения 4, вход которого Я соединен с выходом дифференцирующего усилителя 2. Выход амплитудного детектора огибающей 15 соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения 7, выход которого соединен с другим входом 60 откуда щ Кг К 4= щ сн) Источник частотномодулированного сигнала 1 подключен ко входу дифференцирующегоусилителя 2 и ко входу сумматора напряжения 3, другой вход которого подключен квыходу управляемого делителя напряжения4 и ко входу интегрирующего усилителя 5,Выход сумматора напряжений 3 подсоединен ко входам логометрического преобразователя 6, управляемого делителя напряжения 7 и через исследуемый двухполюсник 8,содержащий преобразуемые элементы 9 (С),10 Э ) и 11 (С,) подключается ковходу усилителя 12, в цепь обратной связикоторого включен образцовый конденсатор13,024логометрического преобразователя 5 и через образцовый элемент 18 - со входом усилителя 12, Выход интегрирующего усилителя 5 соединен с другим входом логомегрического преобразователя 17,Преобразователь работает следующим образом, При выполнении условия О )оС + О С К 7) )ШСОр где О - напряжение на выходе сумматора напряжений 3; (- ) - коэффициент передачи второго управляемого делителя напряжения 7, напряжение на выходе усилителя 12д ,)и Сз ( )(р)3/ 2) С 11Так как напряжение на выходе сумматоранапряжений 3О фО +О О +цК К О О (+о)(гК+),з4 1 г 4 1 1где О - напряжение источника частотномодулированного сигнала 1;О - напряжение на выходе управляемо4го делителя 4;) ю Ккоэффициент передачи дифференцирующего усилителя 2;К - коэффициент передачи управляемо 4.го делителя напряжения 4,О, =0 (1+3 ыккц) д(В)12 1 СИТаким образом, при выполнении условии(1) сигнал на выходе усилителя 12, изме- коэффициент передачи усилителя 5,1 Щили, с учетом (8),ряемый вольтметром 14, пропорционален величине преобразуемого элемента 11 (С ),Выполнение условия (1 ) достигается тем,что сигнал с усилителя 12 ( О ) поступает на амплитудный детектор огибающей 15,который регулирует коэффициент передачиуправляемого делителя напряжения 7 (-К )до тех пор, пока ток, текущий через элемент 9 (С ), не будет равен току, текущему через элемент 3.8 (С), т,е. пока не 19будет выполнено условие (1), В противномслучае сигнал на выходе усилителя 12, полученный из (1) и (2) в виде выражения К = С 11 к,оК,ным,будет зависеть от частоты питания и модулироваться в соответствии с законом ее изменения, меняя сигнал на выходе амплитудного детектора огибающей 15 до тех пор, пока Преобразователь параметров нерезонаноных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащий источник частотномодулированного сигнала и усилитель, ко входу котс- рого подключается один из выводов исследуемого двухполюсника, а к выходу подсоединен амплитудный детектор огибающей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей он снабжен дифференцирующим и интегрирующим усилителями, двумя управляемыми делите ,лями напряжения, двумя логометрическими преобразователями, двумя образцовыми конденсаторами, вольтметром, фазочувствитель ным индикатором и сумматором, при этом выход источника частотномодулированного напряжения соединен со входом дифференци рующего усилителя и с одним из входов фазочувствительного индикатора и сумматора, выходы дифференцирующего усилителя и фазочувствительного индикатора подключены соответственно ко входам первого управляемого делителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом сумматора, и через интегрирующий усилитель - к одному из входов второго логометрического преобразователя, второй вход которого соединен со вторым входом фазочувствительного индикатора, входами амплитудного детектора и вольтметра, выход сумматора присоединяется ко второму выводу исследуемого двухполюсника и к первым входам первого лого- метрического преобразователя и второго управляемого делителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом амплиСд ="чС,е, (7) что соответствует выполнению условия (3. ).Из выражения (7) видно, что для определения преобразуемой емкости 8 (С ) необхе-ЗОдимо определить значение К 7, Лля этой цели используется логометрический преобразсватель 6, определяющий величину0 Се =7 97 35ц Св3где ц, - напряжение на выходе управляемэ.го делителя напряжения 7,Из выражения (5) видно, что коэффициент передачи Куправляемого делителя на 40пряжения 4 пропорционален постоянной вре,мени цепочки, состоящей из преобразуемойемкости элемента 13. (С ), и преобразуемого сопротивления элемента 3.0 (К ), т,е,оСи 2 о С 8)Кя и для ее определения можно подключить ко входу и к выходу делителя 4 логометричеокий преобразователь.В устройстве с целью получения сигнала, пропорционального сопротивлению элемента 10 (й ), сигнал с делителя 4 ( О ) пропускают через интегрирующий усилитель 5 (чтобы изменение частоты не влияло на М результат):0 Ц10 эКяК ЦУККИКЕ э3 ж3(огде О - напряжение на выходе интегрирующего усилителя 5; 60 12 12 з . 7 13 оС 9 3 щ св п=Й -ЦДсокК) 91 е С 9 С 7 С 1 еи затем, разделив этот сигнал с помощью логометрического преобразователя 17 на сигнал с выходного усилителя 12, получают с учетом выражений (6) и (8):Г 17- - ,о е Сз0а Если преобразуемый элемент 8 исследуемого двухполюсника 8-активное сопротивление или индуктивность, элемент 18 должен быть соответственно активным или индуктив Формула изобретенияЗаказ 5714/26 Тираж 1010 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 тудного детектора, а выход - со вторымвходом первого логометрического преобразователя и через второй образцовый конден 8сатор - со входом усилителя, в цепь образ ной связи которого включен первый обраэцовый конденсатор,