Преобразователь составляющих комплексных сопротивлений

(53) аэ йтап о Г тели рис. (54) КОМПЛ (57) элек интся к области ехники. ПреобС: РСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 41289 б 7/24-2103,10.8 б15.10,88. Бвп. У 38С,А.Савенко, Н.И.Грибок,амчинский и .Р;Т.Смукб 21.317.33(088.8)1,С.З. КьсЬаЫз, Яоше авресзЙизек 1 шшИапсе шеазцгшетй,1 РЬуз. Е. Вс 1. Таайпап. 198215, р. 1252.врилюк М.А. Электронные измерКС 1 .- Львов, 1978, с. 85,68,ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОСТАВЛЯЮЩИХЕКСШЖ СОПРОТИВЛЕНИЙИзобретение относроизмерительной т р ователь составляющих комплексныхсопротивлений (ПСКС) содержит генератор 1 синусоидальных напряжений, преобразователь 2 комплексного сопротивления в напряжение, фазовращатель 3,переключатель 4,синхронный детектор8, фильтр 9 низкой частоты, формирователь 5 модуля, аналоговый делитель7, блоки. 30, 11 вщборки-хранения,дифференциальный усилитель 12 и формирователь б весовой функции, электрическая схема которого приведенав описании изобретения. ПСКС имеетповышенную точность преобразованиясоставляющих комплексного сопротивления в постоянное напряжение. 1 з.п.ф-лы, 3 илИзобретение относится к электро- измерительной технике и может найти применение при построении измерителей составляющих комплексных сопротив 5 лений.Цель изобретения - повышение точности преобразования составляющих комплексного сопротивления в постоянное напряжение. 10На Фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - структурная схема Формирователя весовой Функции; на Фиг.3 - эпюры напряжений и весовых Функций. 15Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, преобразователь 2 комплексного сопротивлесния в напряжение, Фазовращатель 3, переключатель 4, Формирователь 5 мо дуля, Формирователь б весовой функции, аналоговый делитель , синхрон" ный детектор 8, фильтр 9 низкой частоты, два блока 10 и 11 выборки-хранения и дифференциальный усилитель 25 12, причем выход генератора 1 соединен с входами преобразователя 2 комплексного сопротивления в напряжение и фазовращателя 3, а входы формирова". теля 5 модуля и Формирователя б весо-. вой функции соединены с подвижным контактом переключателя 4, К входу "Числитель" аналогового делителя 7 подключен выход преобразователя 2 комплексного сопротивления в напряже- ние, а к входу "Знаменатель аналогового делителя 7 - выход Формирователя 5 модуля, выход аналогового делителя 7 соединен с первым входом синхронного детектора 8 вторым входомф: 40 которого соединен первый выход фор" мирователя 6 весовой функции, а выход синхронного детектора 8 подключен к входу Фильтра 9 низкой частоты, выход которого соединен с информационными , рходами первого 10 и второго 11 блоков выборки-хранения, входам управления которых соответственно подключены второй и третий выходы Формирователя 6 весовой функции. Выходы блоков 10 и 11 выборки-хранения подключены соответственно к суммирующему и вычита" ющеиу входам дифференциального усилителя 12, выход которого является выходом устройства.Формирователь б весовой Функции 55 содержит компаратор 13, первый вход которого является входом Форплрователя, а второй вход подключен к общей шине, причем выход компаратора 13соединен с входами формирователей 14. и 15 импульсов и входом инвертора 1 б и вторым неподвижным контактом переключателя 17, причем выходы формиро- вателей 14 и 15 импульсов подключены к входам элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с входом запуска генератора 19 импульсов и входом сброса счетчика 20, к счетному входу которого подключен выход генератора 19. Выходная шина счетчика 20 соединена свходами дешифраторов 21 и 22, выходы которых подключены соответственно к К- и Б-входам КБ-триггера 23, выход которого соединен с первым входом элемента И 24 и счетным входом счетчика 25, выходная шина счетчика 25 подключена к входам дешифраторов 26 и 27, выходы которых являются вторым и третьим выходами блока 6, старший выходной разряд счетчика 25 соединен с входом управления переключателя 17, первый неподвижный контакт которого соединен с выходом инвертора 16, а подвижный контакт - с первым входом элемента И 24, выход которого является первым выходом блока б.Преобразователь составляющих комплексных сопротивлений работает следующим образом;Измерение активных составляющих производится при установке переключателя 4 в положение 1. При этом навход Формирователя б весовой функциипоступает напряжение Ю от генератора 1, блок 13 преобразует его в меандр уИ) = з 8 п созе.Выходные узкие импульсы формирователей 14 и 15, срабатывающих соответственно по переднему и заднему фронтам у(с),. после суммирования в элементе ИЛИ 18 синхронизируют работу кварцевого генератора 19 и сбрасывают счетчик 20 в нулевое состояние. Высокочастотные импульсы от генератора 19 считаются счетчиком 20, дешифрируядвоичные состояния которого, дешифратор 22 выделяет импульсы в моменты времени, соответствующие 1, С , а дешиФратор 21 - в моменты, соответствующие е, сл,. Триггер 23 Формирует по этим импульсам сигнал С(С)= ь, + я . В зависимости от положения переключателя 17 элементом 24 осуществляется селекция либо весовой Функции 8.,(й), либо весовой функции ,(1).+ аэкю Переключатель 17 управляется выходным разрядом счетчика 25, делящего частоту на выходе триггера 23 вчисло раз, достаточное для установления выходного сигнала фильтра 9. Дешифраторы 26 и 27 дешифрируют импульсы записи в блоКи 10 и 11 выборкихранения. Эпюры напряжений формирователя 6 представлены на фиг.З, На 10фиг.З принято, что счетчик 25 срабатывает при поступлении на его входдевяти импульсов.С выхода формирователя 5 на вход"Числитель" делителя 7 - напряжениеУИ) (фиг.За). На интервале времени,когда на вход синхронного детектора 208 из формирователя 6 поступает весовая функция 8 (г) (фиг. Зв), в синхронном детекторе 8 производится умножение частного от деления на 8,И).При этом на выходе фильтра 9 устанав. ливается напряжение Б+. Это напряжение по сигналу от формирователя 6 запоминается в блоке 10 выборки-хранения. Аналогично в конце интервалавремени, когда на вход управления 30синхронного детектора 8 подается весовая функция 8 (г) (фиг.Зг), в блок11 выборки-хранения заносится напряжение Б . В результате вычитания вдифференциальном усилителе 12 на выходе устройства устанавливается напряжение= 2 азк Е сояНа результат преобразования невлияют аддитивные дрейфы синхронногодетектора 8 и фильтра 9.,Учитывая эти дрейфы, выходное напряжение усредняющего фильтра может быть записано:ьт 45 7,соя + а щ 2 сояЧ; Цс (аахкВ + а РФ + а Осд)х соя + а Есоя Ч,где а- аддитивный дрейф фильтра 91аа - аддитивный дрейф синхронного детектора 8,СлеДовательно; РезУльтат от а а 4,и аосд не зависит.Весовые функции 8,(г) и а (г) вы -браки таким образом, что в результатпреобразований не входят участки взоне нуля знаменателя, где погрешности аналогового делителя велики,Выбор интервала времени гвесовыхфункций К (г) и 8 И) определяетсямаксимальным напряжением на входе"Знаменателя" П , и минимальнымнапряжением, при котором он сохраняет свои метрологические характеристики ПгмкнТогда из уравненияПд макс . сг Ъ минопределяет значение 1 . Пдмн г = - агсядп. - . ---- ,И 3 " д максВесовая функция 8(Г.) (фиг.Зб) принимает за период Т значения1 г,сг = га,ссг 8,(С) =0 ггК,А весовая функция япринимает за период Т значения 820 с 4 гяТаким образом, в устройстве повышается точность за счет использования линейных участков работы аналогового делителя и исключение влияния аддитивного дрейфа фильтра и синхронного детектора на результат преобразованияеВ случае измерения реактивных составляющих переключатель 4 переводится в положение 11. При этом на входы формирователей 5 и 6 поступает напряк жение Б(г) = КУ яхпыг, где К - коэффициент передачи фаэовращателя. В остальном работа преобразователя аналогична функционированию при измерении синфазных составляющих. формула и з о б р е т е н и я 1. Преобразователь составляющих комплексных сопротивлений, содержащий генератор синусоидального напряжения, преобразователь комплексногосопротивления в напряжение, фазовращатель, переключатель, синхронный детектор и Фильтр низкой частоты, выход генератора синусоидального напря 5 жения соединен с входами преобразователя комплексного сопротивления в напряжение и Фазовращателя и первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижньй контакт которого соединен с выходом фазовращателя, выход синхронного детектора соединен с входом фильтра ниэкой частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем. то, с целью повьппения точности, в него введены3 Формирователь модуля, формирователь весовой Функции, аналоговый делител- два блока выборки-хранения, дифферен". . циальный усилитель и формирователь модуля, входы Формирователя модуля н формирователя весовок Функции соединены с подвижным контактом переключа" теля, выход Формирователя модуля соединен с первым входом аналогового делителя, второй вход которого соеди" нен с выходом преобразователя комплексного сопротивления в напряжение выход аналогового делителя соединен с первым входом синхронного детекто" ра, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя весовой функции, второй и третий выходь 1 которого соединены соответственно с входами управления первого н второго блоков выборки-хранения, информационные входы которых соединены с выходомфильтра низкой частоты, а ил выходы соединены соответственно с суиюрующим и вычитающнм входами дифференциаЛьного усилйтеля, выход которого яв 40 ляется выходом устройства,. 908, 62. Преобразователь по п.1, о т - л и ч аю щ и й с я тем, что формирователь весовой функции содержит компаратор, четыре дещифратора, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ, ударный генератор импульсов, два счетчика, КЗ-триггер инвертор, переключатель, элемент И, вход компаратора является входом формирователя весовой Функции, выход компаратора соединен с входами первого и второго формирователей импульсов, инвертора и первым контактом переключателя, второй контакт переключателя соединен с выходом инвертора, выходы первого и второго Форьщрователей импульсов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом ударного генератора импульсов и первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с выходом ударного генератора импульсов, а выходы первого счетчика соответственно с входами первого и второго дещифраторов, выходы которых соединены соответственно с Б- и К-входами ВБ-триггера выход триггера соединен с входами второго счетчика и первым входом элемента И, второй вход которогс соединен с подвижидм контактом переключателя выход элемента И является первым выходом формирователя весовой Функции, один,из выходов второго счетчика соединен с управляющим входом переключателя, а другие выходы второго счетчика соединены с входами третьего и четвертого дешифраторов, выходы которых являются соответственно вторым н третьщ выходами формирователя весовой Функции.Заказ 5339/4 дписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, Й/5