Устройство для измерения параметров двухэлементных двухполюсников

,175683 50 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 1 В 27/02 мСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИ К АВТО 1 2(21) 4778731/21(57) Изобретение относится к контрольно- (22) 05.01.90, йзмерительной технике и предназначено (46) 23.08,92. Бюл, Ь 31для контроля параметров электрических це- (71) Пензенский политехнический институт пей. Цель изобретения - повышение точно- (72) А,Б.Лебедев и А.И,Мартяшинсти и расширение области применения (56) Авторское свидетельство СССР путем обеспеченйя измерения параметров +779912, кл, 6 01 й 27/00, 1980."; любых двухэлементных двухполосников.Авторское свидетельство СССР . Выход блока 1 управлеййя соединен с вхо- М 1149182, кл. 8 01 й 27/02, 1985. дом формирователя 2 ойорного воздейстМартяшин А,И., Шахов Э.К., Шляндин вия, его выход - с вхОДом измерительной . В.М. Преобразователи электрических пара- схемы 3, ее выходс первыми входами метров для сйстем контроля и измерения. : умножителей 4 и 5, их вторые входы - с М.: Энергия, 1975, с.320,выходами блока уг 1 равления, их вйходы - с, входами интеграторов 6 и 7, вторые входы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПА- которых подключены к выходам блока уп- РАМЕТРОВ ДВУХЭЛЕМЕНТНЫХДВУХПО-. равления, Выходы интеграторов 6 и 7 явля- . ЛЮСНИКОВ, ., ются выходами устройства 1 з.п,ф-лы, 3 ил.Г 15 двухэлементных двухполюсников, содержащее схему управления, первый выход кото 20 30 35 40 5055 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано. для контроля и измеренияпараметров электрических цепей.Известен преобразователь параметровВЕ- и ВС-цепей в частотно-временные сигналы, содержащий сравнивающее устройство, интегратор, измерительную цепь,ключ, переключатель рода работы, разделительную цепь и сумматор. 1Недостатком известного преобразователя,является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью переключениярода работы при измерении разных параметров цепи. 1Известен также преобразователь параметров двухэлементных электрических цепей в код, содержащий операционныйусилитель, охваченный отрицательной обратной связью через исследуемую ЯС-цепь,первый делитель напряжения, опорный резистор, первый блок сравнения, второй делитель напряжения, второй блок срэвнения,три делителя частоты, два блока совпадения, счетчик, генератор Опорной частоты,реверсивный счетЧик, блок деления кодов, 2Недостатком преобразователя является отсутствие возможности преобразования параметров ЕС-цепей.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являетсяпреобразователь параметров двухэлементных двухполюсников, содержащий схемууправления, формирователь опорного воздействия, состоящий иэ источника опорногонапряжения и первого ключа, измерительную схему, состоящую из исследуемогодвухполюсника, операционного усилителя иопорного элемента, линии задержки, второй ключ и дифференциатор, причем выходсхемы управления соединен с линией задержки и управляющим входом первого: ключа, выход источника опорного напряжения через первыйключ соединен с измерительной схемой, выход которой черездифференциатор соединен с входом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом линиизадержки.Недостатками преобразователя является низкая точность, так как параметры исследуемого двухполюсника оцениваются помгновенным значениям напряжения, измерение которых характеризуется значительной погрешностью и отсутствиемвозможности преобразования параметровпараллельных и последовательных .С-контуров,Цель изобретения - повыйение точности измерения и расширение области применения путем обеспечения измерения параметров любых двухэлементных двухполюсников. Поставленная цель достигается тем, чтов устройство для измерения параметров рой соединен с входом формирователя опорного воздействия, выход которого соединен с измерительной схемой, состоящей из исследуемого двухполюсника, операциОнного усилителя и опорного элемента, дополнительно введены два умножителя и два интегратора, причем первые входы умножителей подключены к выходу измерительной схемы, вторые входы первого и второго умножителей соединены соответственно с вторым и третьим выходами схемы управления, а выход каждого умнокителя соединен с соответствующим интегратором, первые и вторые управляющие входы которых подюпочены к первому и четвертому выходам схемы управления соответственно.Поставленная цель достигается также тем, что схема управления состоит из генератора импульсов, счетчика и дешифратора, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифрэтора, выходы которого являются соответствующими выходами схемы управления.На фиг,1 представлена схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, на фиг.З - таблица включений исследуемых двухполюсников и формируемых схемой управления знакопеременных функций,Устройство содержит блок 1 управления, формирователь 2 опорного воздействия, измерительную схему 3, умножители 4 и 5 и интеграторы 6 и 7.Схема 1 управления состоит из генератора 8 импульсов, счетчика 9 и дешифратора 10. Первый выход схемы 1 управления соединен с формирователем 2 опорного воздействия и первыми управляющими входами интеграторов, второй и третий выходы - с вторыми входами первого 4 и второго 5 умножителей соответственно, четвертый - с вторыми управлвощими входами интеграторов, выход формирователя 2 опорного воздействия подключен к измерительной схеме 3, выход которой соединен с первыми входами умножителей 4 и 5, выходы которых подключены к интеграторам 6 и 7. енератор 8 импульсов схемы 1 управления йодключен к счетному входу счетчика 9, выходы которого соединены с входами дешифратора О,Работа устройства рассматривается на примере измерения параметров параллельной ВС-цепи. В этом случае исследуемый,.,двухполюсник необходимо включить во, входную .цепь операционного усилителя,включенного по схеме инвертирующего усилителя, а опорный элемент - резистор Во - 5в цепь отрицательной обратной связи.Под действием тактовых импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов, счетчйк 9 изменяет свое состояние.Дешйфратором 10 изменяющийся код счетчика 9 преобразуется в последовательностиуправляющих сигналов (фиг,2), Дешифратор10 может быть выполнен в виде комбинационной логической схемы. По импульсам, поступающим с первого выхода дешифратора 1510(фиг.2 - Ое) на формирователь 2 опорйоговоздействия, последним вырабатываютсясигналы пилообразной формы (фиг.2 - Ов)Этимй же импульсами интеграторы 6 и 7переводятся в режим интегрирования. 20В оперативной форме реакция измерительной схемы 3 на линейно изменяющийсяучасток опорного напряжения выглядит сле-дующим образом:Оз(Р) = ЯВо(1/В+ СР)/Р, 25где 5 - скорость нарастания линейно изменяющегося напряжения;Р - оператор Лапласа;ВС - параметры исследуемого двухполюсника. 30Во временной области выходное напряжение измерительной схемы 1 (фиг,2 - Ос):.Оз(1) = Щ 1) = ЯВр(1/В+ С) (1)Данное напряжение поступает на йервые входы умножителей 4 и 5, на вторые 35входы которь 1 х с второго и третьего выходовдешифратора 10 поступают сигналы в видезнакопеременных функций (фиг,2 - О ), О)Д,т,е. принимающих значение +О (в дальнейшем+1) на интервале линейного изменения 40опорного напряжения и равных нулю в остальное время. Выходные напряженИя умножителей 4 и 5 интегрируютсяитеграторами б и 7, поэтому умножение иинтегрирование можно рассматривать как 45интегрирование с различными знаками, Момент смены знака определяется из условия,чтобы результат интегрирования за интеРвал - Т действия знакопеременной функции, совпадающий с интервалом линейного 50изменения опорного напряжения определялся одним из параметров исследуемогодвухполюеника,Выходные напряжения интеграторов 6и 7 будут иметь вид (фиг.2 - Ое, О)55Щ т ОвЯс) йЯ Зйо(т/Й+ С)6 Х,Зйо(ЯС)й фф(+д(Сх - 2 ) С (2 1 х -Т)1, (2) тгде т - постоянная интегрирования.Для того, чтобы вйходное"напряжение (2) первого интегратора 6(фиг,2 - Ое) после интегрирования определялось значением В, необходимо, чтобы функция; формируемаяна втором выходе дейифратора 10 (фиг.2 - О) изменяла знак с минуса на плюс в момент Ь, определяемый как2 сх - Т=О -+Гх=Т/2, тогда результат интегрирования (2) (фиг,2 - Ое): Т ЯВо,14%) ВДля того, чтобывыходное напряжение (2) второго интегратора 7 (фиг.2 - О) после интегрирования не зависело от значения В, необходимо 1 х - Т /2 =0 -ф 1 х=ТМ 2, Для получения положительного результата интегрирования последовательность смены знака должна быть с плюса на минус (фиг.2 - Оь),Тогда результат интегрирования (2) (фиг.2 - О): О 7 -С. Через время Т сигнал с первого выхода схемы 1 управления возвращается в ис.:одное состояние. При этом напряжение н выходе формирователя 2 и знакоперем нные сигналы с второго и третьего выходов схемы 1 управления обращаются в нуль, а интеграторы переводятся в режим. хранения. В этот момент возможно снятие информации о параметрах исследуемого двухполюсника с выходов интеграторов 6 и.7. После этого сигналом, поступающим с четвертого выхода схемы 1 управления на вторые управля; ющие входы интеграторов 6 и 7, последние обнуляются. На этом один цикл измерения заканчивается и при поступлении следующего импульса с первого выхода дешифратора 10 схемы 1 управления работа устройства повторяется. Длительность цикла измерения определяется частотой тактовых импульсов генератора 8 импульсов и коэффициентом пересчета счетчика 9.Аналогичным образом определяются параметры других схем двухэлементных двухполюсников. В таблице(фиг,З) приведены-схемы двухполюсников с указанием места их включения в измерительной схеме 3, знакопеременные функции, формируемые дешифратором 10 схемы 1 управления, и результаты измерения на выходах интеграторов би 7.Предлагаемое устройство позволяет преобразовывать в напряжение параметрылюбых двухэлементных двухполюсников, причем усреднение результата за счет интегрирования приводит к существенному снижению случайной составляющей погрешности. 5ФФормула изобретения1. Устройство для измерения параметров двухэлементных двухполюсников, содержащее блок управления, первый выход 10 . которого соединен с входом формирователя опорного воздействия, выход которого соединен с измерительной схемой, состоящей из исследуемого двухполюсника, операционного усилителя, и опорного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения путем обеспечения измерения параметров любых двухэлементных двухполюсников, в него введены два умножителя и 20 два интегратора, причем первые входы умножителей соединены с выходом измерительной схемы, вторые входы соответственно с вторым и третьим выхода-. ми блока управления, а выходы умножителей соединены с входами соответствующих интеграторов; первые и вторые управляющие входы которых соединены с первыми и четвертыми выходами блока управления соответственно.2. Устройство по п,1, отл и ч а ю щ е ес я тем. что блок управления состоит из генератора импульсов, счетчика и дешифратора, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого являются соответствующими выходами блока управления.1756831 д М.Моргента ектор Л.филь Реда кто о зводственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарин Заказ 3086ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-З 5, Рауаская наб., 4/5