Преобразователь параметров трехэлементных нерезонансных двухполюсников в напряжение
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров трехэлементных нерезонансных двухполюсников . Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение преобразователя . Для достижения поставленной цели в устройство введены третий элемент выборки и хранения и генератор трапецеидальных импульсов. На чертеже показаны задающий генератор 1, генератор 2 трапецеидальных импульсов, операционные усилители 3 и 4, исследуемый двухполюсник 5, переменный резистор 6, резисторы 7 и 8, вычитающий блок 9, ключ 10, элементы 11, 12 и 13 выборки и хранения, блок 14 управления, элементы 5 и 6 задержки, нуль-орган 17. Работа преобразователя поясняется эпюрами формируемых сигналов, приведенными в описании изобретения. 2 ил. i (Л yt ;0 эо :п фав i
СОЮЗ СОЕЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИИ (51) 4 С 01 R 27/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АSTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3711743/24-2! (22) 19.03.84 (46) 15.08.86. Бюл. Ф 30 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при
Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Г.И.Передельский и А.Н.Сапрыкин (53) 621.317.033(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 817608, кл. С 01 R 27/02, 1979.
Авторское свидетельство СССР
Ф 800899, кл. G 01 R 27/02, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ В НАПРЯЖЕНИЕ (57) изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь„„SU„„3250985 А 1 эовано для измерения параметров трехэлементных нерезонансных двухполюсников. Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение преобразователя. Для достижения поставленной цели в устройство введены третий элемент выборки и хранения и re" нератор трапецеидальных импульсов.
На чертеже показаны задающий генератор 1, генератор 2 трапецеидальных импульсов, операционные усилители 3 и 4, исследуемый двухполюсник 5, переменный резистор 6, резисторы 7 и 8, вычитающий блок 9, ключ 10, элементы 11, 12 и 13 выборки и хранения, блок 14 управления, элементы 5 и 6 задержки, нуль-орган 17. Работа преобразователя поясняется эпюрами формируемых сигналов, приведенными в описании изобретения. 2 ил.
85 2 импульсов собран на транзисторах пр;.-: тивоположного типа проводимости
ГТ311Б и КТ313Б. В качестве нуль-органа 17 применен цифровой вольтметр, а в качестве ключа 10 - тумблер типа ИТ-1.
Преобразователь работает следующим образом, Импульсы 18 трапецеидальной формы с амплитудой U длительностью йц и длительностью плоской вершины t через исследуемый двухполюсник 5 и переменный резистор 6 поступают на входы операционных усилителей 3 и 4 °
Применяя интеграл Дюамеля, можно показать, что выходное напряжение импульс 19 усилителя 3 на интервалах времени 0 и t с t, и t, t с t„ определяется выражениями:
U (t)-Uiõ 3 (0)Ь(е)1 (1)
»,
Иэображение переходной функции
h(P) можно определить из известного соотношения:
R R 1+РС(К +Кю)
h(P) mm- — — mm- — — — - -- -, (3)
P Z(P) P R)(1+PR@C) где P — оператор Лапласа;
R — сопротивление образцового резистора 7;
32509
Rq»Rye
С вЂ” параметры исследуемого двухполюсннка 5;
Z(P) — полное сопротивление двухполюсника 5, выраженное в оперативной форме.
Выра>кению (3) во временной области соответствует оригинал:
h(t) R (— + -- e ). (4)
В, Rc
На фиг. 2 приняты обозначения: 18— импульсы на выходе генератора 2 трапецеидальных импульсов; 19 и 20— импульсы на выходах:усилителей 3 и 4 соответственно; 21 и 22 — импульсные сигналы на выходе вычитающего блока 9 45 до и после уравновешивания по первому параметру соответственно; 23 — 25— импульсы на управляющих входах элементов 13, 11 и 12 соответственно.
Задающий генератор 1, элементы 16 и 15 задержки реализованы на микросхемах серии К218. В качестве операционных усилителей 3 и 4 вычитающего блока 9 применены микросхемы серии
К140. Элементы 11 — 13 выборки и хра- S> нения реализованы на микросхемах серии К140 и полевых транзисторах
КП305Б. Генератор 2 трапецеидальных
В соответствии с (1), (2) и (4) выходное напряжение усилителя 3 на интервалах времени 0 4 е t, и t < t 6 йс (t)=U Я (— + — e 2 ) . Н (5)
U (t) =U R (— + — е1 >Г) -U R -- — — м
1 1 -, 1 о о R R о о>(1
< 4х<, 1
4 х"--(t-t )+С(1-е ) (6) (К, Аналогично можно показать, что выходное напряжение — импул с 20 усилителя 4 на соответствующих интервалах времени
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров трехэлементных нереэонансных двухполюсников.
Цель изобретения — повышение быст- 5 родействия и упрощение преобразователя.
На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема преобразователя параметров трехэлементных иере- 10 эонансных двухполюсников в напряжение; на фиг. 2 — осциллограммы, поясняющие его работу.
Преобразователь (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, выход которого 15 через генератор 2 трапецеидальных импульсов подключен к входным цепям операционных усилителей 3 и 4, причем исследуемый двухполюсник 5 включен во входную цепь усилителя 3, а пере- 20 менный резистор 6 — во входную цепь усилителя 4, при этом цепи отрицательной обратной связи обоих усилителей 3 и 4 образованы идентичными резисторами 7 и S, вычнтающий блок 9, 25 первый вход которого соединен с выходом усилителя 3 непосредственно, а второй вход с выходом усилителя 4 через ключ 10, причем выход вычитающего блока 9 подключен к информацион- 3п ным входам элементов 11 - 13 выборки и хранения, управляющий вход элемента 13 соединен с задающим генератором 1 непосредственно, а управляющие входы элементов 11 и 12 через блок 14 З управления, состоящий из элементов !5 и 16, задержки. К выходу элемента 11 выборки и хранения подключен нуль-орган 17.
1250985
9(ф) 9(tz) =uа Ro R!
Это напряжение запоминается элементом 11 выборки и хранения, который управляется напряжением — сигналои 22 с выхода элемента 15 задержки (t9 9» R С) . Затем ключ 10 замыка919 ется и на второй вход вычитающего блока 9 поступает напряжение с выхода усилителя ц. Выходное напряжение вычитающего блока 9 определяется разностью напряжений иа его входах
9{ ) 1(t) 4{
После окончания переходных процессов в установившемся режиме на интервале Oat+t, 35 (10) 1 9() о КО/Ка о о/ °
Изменяя сопротивление К переменного резистора 6 добиваются равенства нулю выходного напряжения (10) вы. 4О читающего блока 9 (сигнал 22). Как следует иэ {10) это условие выполняется при
К = R I. {11)
Состояние равновесия фиксируется 45 нуль-органом 17.
Вьмодное напряжение вычитающего блока 9 в момент подачи скачка напряжения при t 0, как следует из(5) и (7) с учетом выполнения условия (11) б определяется параметрои R и {О) Ц (О)-и {0)=Ц К /R (12)
Это напряжение запоминается элементом 13 выборки и хранения, который 55 управляется напряжением — иипульсои 23 непосредственно с выхода. задающего генератора 1.
U4 (t) Б R /R;
u4 (t) =u. R,/к-uo --(t-, ), где R — сопротивление переменного резистора 6; 5
К вЂ” сопротивление образцового резистора 8, равное сопротивлению резистора 7.
Из (5) следует, что после окончания переходных процессов в установив- о шемся режиме с учетом того, что заведомо выбрано t<>> К С; t< -t,»R С ныходное напряжение определяется параметрои R<. и, (е„) =u. R,/к, . (9)
Так как в исходном состоянии ключ 10 разомкнут, то выходное напряжение — импульс 19 вычитающего блока 9
Выходное напряжение нычитающего блока 9 после окончания переходных процессов но время действия линейно изменяющейся части импульса 18 с учетом выполнения условия (11) зависит только от параметра С г
9{ ) о о (13)
4 4
Это напряжение запоминается элементом 12 выборки и хранения, управляемого напряжением — импульсом 25 с ньмода элемента 16 задержки.
Таким образом, напряжения (9), (12), (13) элементов 11 — 13 выборки и хранения однозначно определяют искомые параметры R<,R,С исследуемого двухполюсника 5. Эти напряжения измеряются нуль-органом 17 (цифровым вольтметром), либо непосредственно вводятся в устройство для обработки результатов измерения.
Формула изобретения
Преобразователь параметров трехэлеиентных нерезонансных двухполюсников в напряжение, содержащий задающий генератор, два операционных усилителя, цепи отрицательной обратной связи которых образованы идентичными образцовыми резисторами, выход первого операционного усилителя соединен с первым входом нычитающего блока, переменный резистор, один вывод которого соединен с иннертирующим входом второго операционного усилителя, два элемента выборки и хранения, ключ, нуль-орган, блок управления, дна выхода которого соединены соответственно с управляющими. входами двух элементов выборки и хранения, 1 неинвертирующие входы операционных усилителей соединены с корпусом, две ,клеммы для подключения исследуемого двухполюсника, одна из которых соединена с инвертирующим входом первого операционного усилителя, о т л и— ч а ю шийся теи, что, с целью повьппения быстродействия и упрощения устройства, введены третий элемент выборки и хранения и генератор трапецеидальных импульсов, вход которого соединен с выходом задающего генератора, с входом блока управления и управляющим входом третьего элемента выборки и хранения, а выход соединен с вторым ныводом переменного резистора и второй клеммой для подключения исследуемого двухполюсника, выход второго операционного усилителя
1250985 Ь которых являются выходами преобразователя, выход первого элемента выборки и хранения соединен также с входом нуль-органа. через ключ соединен с вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен с информационными входами элементов выборки и хранения, выходы
Составитель Л.Фомина
Редактор Л.Пчелинская Техред Л„Сердюкова Корректор И.Муска
Заказ 4405/41 Тираж 728 Г!одписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4
