Преобразователь параметров трехэлементных нерезонансных двухполюсников

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРА1-1ЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ , содержащий источник пит ния, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора, а второй выход - с корпусом, усилитель , вход которого соединен с одни из выводов образцового элемента и одним зажимом для подключения измер емого двухполюсника, другой зажим к торого соединен с выходом усилителя и вторым входом первого сумматора. Фиг.1 выход которого соединен с первыми входами первого и второго измерителя отношения напряжений, управляемого делителя напряжений, фазочувствительного индикатора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого измерителя отношения напряжений , причем второй вход фазочувствительного индикатора соединен с вторым входом второго измерителя отношения напряжений, второй вход усилителя соединен с корпусом, отличающийся TeMj что, с целью расширения функциональных возможное тей, в Herd введены второй сумматор и переключательj причем первый выход источника питания и выход усилителя. соединены через переключатель с пер вым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя напряжения, а выход - с вторым входом фазочувствительного индикатора, другой вывод образцового элемента соединен с первым выходом источника питания.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (sl)4 G 01 R 27/02

1 ксвщщщ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3673796/24-21 (22) 20.12.83 (46) 07.09.85. Бюл. №- 33 (72) В.П.Арбузов, Д.В.Марченко, Е.П.Осадчий и В.В.Холястов (71).Пензенский политехнический институт (53) 621.317.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 924617, кл. G 01 R 27/02, 28.07.80.

Авторское свидетельство СССР № 1054794, кл. G 01 R 27/02

09.02.82.

Авторское свидетельство СССР № 519646, кл. G 01 К 27/00, 03.01.74. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий источник питания, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора, а второй выход — с корпусом, усйлитель, вход которого соединен с одним из выводов образцового элемента и одним зажимом для подключения измеряемого двухполюсника, другой зажим ко-. торого соединен с выходом усилителя и вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго измерителя отношения напряжений, управляемого делителя напряжений, фазочувствительного индикатора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого измерителя отношения напряжений, причем второй вход фазочувствительного индикатора соединен с вторым входом второго измерителя отно- шения напряжений, второй вход усилителя соединен с корпусом, о т л и— ч а ю шийся тем что, с целью расширения функциональных возможностей, в нега введены второй сумматор и переключатель, причем первый выход источника питания и выход усилителя. соединены через переключатель с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя напряжения, а выход — с вторым входом фазочувствительного индикатора, другой вывод образцового элемента соединен с первым выходом источника питания.

1 1177

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению параметров пассивных .комплексных величин.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей преобразователя путем обеспечения преобразования параметров двухполюсников с параллельно -последовательной и последовательно-параллельной схе- 10 мами замещения и в двух режимах— заданного тока и заданного напряжения.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преобразователя параметров нерезонансных двухполюсников; на фиг. 2 — последовательно-параллельная.и параллельно-последовательная схемы замещения нерезонанс.ного двухполюсника. 20

Преобразователь (фиг. 1) содержит источник 1 питания, усилитель 2, образцовый элемент 3, измеряемый двухполюсник 4, выход усилителя 2 соединен с входами сумматора 5 и переклю- 2 чателя 6, другие входы сумматора 5 и переключателя 6 соединены с источником 1 питания, выход сумматора 5 соединен с входами измерителя 7 отношения напряжений, управляемого де- З0 лителя 8 напряжение, выход переключателя 6 соединен с входом второго сумматора 9, другой вход которого соединен с выходом управляемого делителя

8 напряжения и входом измерителя 7 отношения напряжений, выход второго

35 сумматора 9 соединен с вторыми входами измерителя 10 отношения напряжений и фазочувствительного индикатора 11, выход соединен с управляющим входом

40 управляемого делителя 8 напряжения.

Нерезонансный двухполюсник (фиг.2 а) по последовательно-параллельной схеме замещения состоит из известной емкости С, соединенной последовательно с параллельно соединенными R и С, а по параллельно-последовательной схеме замещения (фиг. 2 б) двухполюсник состоит из известной емкости С„, соединенной параллельно с.по-. 0 следовательно соединенным R„ C„.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение 0 с выхода источника SS

1 питания поступает на вход усилителя 2, выходное напряжение которого определяется соотношением параметров (2) ju)Rg(C х СоК)

"+ О1 + )аС„К„ и поступает на один из входов фазочувствительного индикатора 11, а на другой вход поступает напряжение Ugc выхода сумматора 5. Выходное напряжение фазочувствительного индикатора

11 изменяет коэффициент передачи К управляемого делителя 8 напряжения до тех пор, пока напряжение U< в квадратуре или синфазно с напряжением 02, т.е. КеО О,, = О, или I UzU< =

О. Например, В квадратурном состоянии квазиравновесия (Ке1.1 0 = О) усе з ловие кваэиравновесия для рассматриваемого случая описывается выражением 3и)К (С вЂ” KC ) = U, из которого видно, что в указанном состоянии квазиравновесия коэффициент передачи управляемого делителя 8 напряжения равен К = С„IС. Напряжения (1 и 0

769 г образцового элемента 3 и двухполюсника 4.

В случае последовательно-параллельной схемы замещения двухполюсника 4 и, когда образцовым элементом 3 является емкость С, равная С„, то выходное напряжение усилителя 2 U равно сумме напряжения питания Б и падению напряжения на параллельно соединенных

Кх H Cх

1ЫСоКх и =-U -U- — — — — - (1)

+ j C„.Кх

Это напряжение поступает на.один из входов сумматора 5, на другой вход которого подается напряжение U c выхода источника 1 питания. Напряжение Й с выхода сумматора 5 равно алгебраической сумме напряжений U u

Uo

1ШС в Кх

1 + j CxRx и поступает на управляемый делитель 8 напряжения, выходное напряжение которого равно

1ФС2К х (3)

1 + jr gRg где К вЂ . коэффициент передачи управляемого делителя 8 на— пряжения.

Это напряжение поступает на второй сумматор 9, на который через переключатель 6 поступает напряжение

U с выхода и"точника 1 питания. Напряжение U с выхода сумматора 9 рав% но алгебраической сумме напряжений

Uo и U3

1 1 77769

С о с тавител ь Л . Фс. мина

Редактор О.Юрковецкая Техред И.Асталош Корректор В.Бутяга

Заказ 5550/46 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 с учетом значения К соответственно равны

3< eR к 1 + ju)C>Rx

С

+ j xRx

Отношение напряжений U U, U и U2 пропорциональны преобразуемым параметрам

Пз Ск Пз т— или (х э

Пг Су Йг

ОФ ПФ 1

= т-,—,--- или (5)

Ог )С, R„U2 К, В случае параллельно-последовательной схемы замещения двухполюсни- 15 ка 4 и, когда образцовым элементом 3 является емкость Со, равная С1, напряжение на сумматор 9 поступает че рез переключатель 6 с выхода усилителя 2. В этом случае функции преобра- 20 зования имеют вид

Uz Со Оз 1 или

Пг Сх Пг СХ

11, . Uq — jcuC R„или —.— R . (6)

Ug " LT2 X 25

В синфазно"< состоянии квазиравновесия (Ет„ U = ) аргумент коэффи— 1 г циента передачи управляемого делите.ля 8 напряжения равен + У/2, и для полюсника со схемой, состоящей из известной емкости С,, соединенной 1 э последовательно с параллельно Соединенными Rx и Сх, функции преобразования описываются выражением

Пх U1 1 или 35 . + oRx (2 - -Х

Ui Сх Ug или — — "Ск. (7)

Пг Со "г

Если двухполюсник состоит из известной емкости С,, соединенной параллельно с последовательно соединенными Кх и Сх, то в состоянии квазиравновесия (I > U = 0) функции преобра2 зования имеют вид

Пз 0> х

--= jan@Ê или - R

2 2

П к

Uf co U 1 — — или —. (8)

Сх U2 Сх

Поскольку в рассмотренных случаях объект измерения подключается между входом и выходом усилителя 2, то преобразование параметров двухполюсника

4 осуществляется в режиме заданного тока, значение которого определяется значением напряжения U и значением о образцового конденсатора Со .

Преобразователь также обеспечивает преобразование параметров двухполюсников в режиме заданного напряжения на объекте измерения.

Для этого необходимо двухполюсник

4 и образцовый элемент 3 поменять местами, при этом функции преобразования аналогичны приведенным для каждой из схем двухполюсника соответственно.

Если известным элементом, включенным последовательно или параллельно остальной части двухполюсника 4, является комплексное сопротивление, то образцовый элемент 3 должен быть ему идентичен.