Преобразователь параметров трехэлементных нерезонансных пассивных двухполюсников

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров комплексных сопротивлений, например для измерения параметров датчиков. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Напряжение с выхода источника 1 частотно-модулированного питания поступает на вход усилителя 5, выходное напряжение которого определяется соотношением параметров измеряемого двухполюсника 3 и образцового элемента 4, образующих блок 2 сопротивления. Это напряжение через управляемый делитель 6 напряжения поступает на первый вход сумматора 12. Напряжение с выхода сумматора 12 поступает на первый вход управляемого делителя 7 напряжения, выходное напряжение которого подается на второй вход сумматора 13, на первый вход которого поступает напряжение с выхода усилителя 5. Напряжение с выхода сумматора 13 подается на первый вход фазочувствительного индикатора 14, на второй вход которого подается выходной сигнал напряжения сумматора 12. Выходное напряжение фазочувствительного индикатора 14 изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 7 напряжения. Коэффициент передачи управляемого делителя 6 напряжения изменяется по сигналам с амплитудного детектора 8 огибающей. Преобразователь содержит также измерители 9 и 10 отношения напряжений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 01 R 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4211050/24-21 (22) 18.03.87 (46) 07.07,90. Бюл. М 25 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.П.Арбузов, Е.П.Осадчий и С.Н.Фидяшкин (53) 621.317.331 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1177769, кл . G.01 R 27/02, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ПАССИВНЫХ

ДВУХПОЛ10СНИКОВ (57) Изобретение относится к электро— измерительной технике и предназначено для измерения параметров комплексных сопротивлений, например для измерения параметров датчиков. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Напряжение с выхода ис— точника 1 частотно-модулированного питания поступает на вход усилителя

5, выходное напряжение которого определяется соотношением параметров из2 меряемого двухполюсника 3 и образцового элемента 4, образующих блок 2 сопротивления. Это напряжение через управляемый делитель 6 напряжения поступает на первый вход сумматора 12.

Напряжение с выхода сумматора 12 по— ступает на первый вход управляемого делителя 7 напряжения, выходное напряжение которого подается на второй вход сумматора 13, на первый вход которого поступает напряжение с выхода усилителя 5. Напряж ние с выхо- . да сумматора 13 подается на первый вход фазочувствительного индикатора

14, на второй вход которого подается выходной сигнал напряжения сумматора

12. Выходное напряжение фазочувствительного индикатора 14 изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 7 напряжения. Коэффициент передачи управляемого делителя 6 напряжения изменяется по сигналам с амплитудного детектора 8 огибающей. Преобразователь содержит также измерители 9 и 10 отношения напряжений. 2 ил, !

576871

Изобретение относится к электроиэ,мерительной технике и предназначено для измерения параметров комплексных ,сопротивлений, например для измере5 ния параметров датчиков.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя параметров

10 ,трехэлементных нерезонансных пассив1 ных двухполюсников; на фиг.2 — по-! следовательно-параллельная и парал лельно-последовательная трехэлементные схемы замещения двухполюсника, Преобразователь параметров трехэлементных нерезонансных пассивных двухполюсников содержит источник 1 питания, блок 2 сопротивлений, вклю20

:чающий измеряемый пассивный двухпо—, ëþcHHK 3 (сопротивление) и образцовый

;:элемент 4, усилитель 5, управляемые

,делители 6 и 7 напряжения, амплитуд ный детектор 8 огибающей, измерители, 9-11 отношения напряжений, сумматоры 12 и 13, фазочувствительный индика тор 14 и интегратор 15.

Выход источника 1 питания подключен к первому входу блока 2 сопротив:лений, выход которого подключен к

30 входу усилителя 5, выход которого соединен со вторым входом блока 2 со,противлений; Выход усилителя 5 соединен с первым входом измерителя 9 от.ношения напряжений, вторым входом 35 сумматора 13 и первым входом управляемого делителя б напряжения, второй (управляющий) вход которого подключен к выходу амплитудного детектора 8 огибающей а выход — ко второму вхо9

40 ду сумматора 12 и второму входу измерителя 9 отношения напряжений, Первый вход сумматора 12 соединен с выходом источника 1 питания, выход подключен к первому вхЬду измерителя 10 отноф5 шения напряжений, выход которого соединен с входом амплитудного детектора 8 огибающей. Выход сумматора 12 соединен также с первым входом управляемого делителя 7 напряжения, второй (управляющий) вход которого соединен с выходом фазочувствительного индикатора !4. Второй вход измерителя 10 отношения напряжений соединен с первым входом сумматора 13 и выходом управляемого делителя 7 напряжения,вто- 55 рой вход которого подключен к выходу фазочувствительного индикатора 14.

Первые входы фазочувствительного индикатора 14 и измерителя !1 отношения напряжений соединены с выходом сумматора 13, а вторые их входы подключены к выходу сумматора !2. Вход интегратора 15 соединен с выходом измерителя 11 отношения напряжений..

Измеряемый пассивный двухполюсник

3 и образцовый элемент 4 соединены последовательно, общая точка их соединения представляет собой выход блока 2 сопротивлений. Вторые выводы пассивного измеряемого двухполюсника 3 и образцового элемента 4 представляют собой первый и второй (или второй и первый) входы блока 2 сопротивлений.

Преобразователь работает следующим образом, I

Напряжение Up с выхода источника

1 частотномодулированного питания поступает на вход усилителя 5, выходное напряжение которого определяется соотношением параметров измеряемого двухполюсника 3 и образцового элемента 4. В случае последовательно-параллельной схемы (фиг.2,а) замещения двухполюсника 3, когда образцовым элементом является емкость С, выход— ное напряжение усилителя 5 равно !

Ср . ЮСрR

+ 3

2 1 + j03C!R1 где С1, С, R1 — параметры схемь; заме,ения двухполюсника.

Это напряжение поступает через управляемый делитель 6 напряжения с коэффициентом передачи К на первый вход сумматора 12, на второй вход которого подается напряжение U с выхода источника 1 частотно †м лпро— ванного питания. Напряжение U> с выхода сумматора, равное алгебраической сумме напряжений U, и выходного напряжения управляемого делителя 6 напряжения U< - =К U„, !1з =

Cp Ct K< +J(QRq (Ср С +С С р-C< CgK „)

С (1 + jgC R„) поступает на первый вход управляемого делителя 7 напряжения с коэффициентом передачи К, выходное напряжение U которого равно (" = "ЗКг.

Это напряжение поступает на второй вход сумматора 13, на перый вход которого поступает напряжение с выхода усилителя 5. Напряжение Ug с вы хода сумматора 13, равное алгебраической сумме напряжений Up и Uy, 5 ) 576871 6

< (C>-C > )К -C>+ aR < <(СоСа+С <Со С<СрЕ )Кг-С< С 2.

Сг(1 + jMC

С С(С С + С С вЂ” С<С К,) + -- — z-(C — С К )С

К (СоС С, Со С< С К< ) -- — y-(Со С К

Со

К

Cà

U, U 4

С<

С <

Со — т-V) - C <, поступает на первый вход фазочувстви тельного индикатора 14, на второй вход которого подается напряжение U с выхода сумматора 12. Выходное напряжение фаэочувствительного индикатора 14 изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 7 напряжеи не зависит от частоты источника 1 частотно-модулированного питания при условии Со — С К< = О. Это условие выполняется посредством изменения коэффициента передачи управляемого делителя 6 напряжения выходным напряжением амплитудного детектора 8 огибающей. После выполнения условия

, С< — С К< = 0 коэффициенты передачи управляемых делителей 6 и 7 напряжения определяются выражениями а функции преобразования имеют вид где U и <, — выходное напряжение и л

6 и . постоянная времени интегратора 15.

В случае параллельно-последовательной схемы (фиг.2,6) замещения двухполюсника образцовый элемент 4 и исследуемый двухполюсник 3 необходимо поменять местами (при этом поменяются местами входы блока 2). Функции преобразования параметров двухполюсника с параллельно-последовательной схемой замещения имеют вид

Ua C2 Б1 . С< т — т— U

U„С V C

= К1С06„.

Поскольку объект измерения с по-следовательно †параллельн схемой замещения подключается между выходом источника 1 питания и входом усилителя 5, то преобразование параметров двухполюсника осуществляется в режиме заданного напряжения на объекте

I ния до тех пор, пока напряжение U не станет в квадратуре с напряжением

V» т.е. Rev>U<; = О. В состоянии квазиравновесия Re U>U< = О коэффициент передачи управляемого делителя 7 наизмерения, а так как с параллельнопоследовательной схемой подключается между входом и выходом усилителя 5, то преобразование его параметров осуществляетсл н режиме заданного тока через двухполюсник, значение которого определяется значением напряжения и значением образцового элемента С

Преобразователь параметров трехэлементных нерезонансных пассивных двухполюсников обладает расширенными функциональными возможностями, так как при его использовании обеспечивается преобразование всех трех неиз— вестных параметров измеряемого пассивного двухполюсника.

Формул а изобретения

Преобразователь параметров трехэлементных нерезонансных пассивных двухполюсников, содержащий последовательно соединенные источник пита40 ння, блок сопротивлений и усилитель,< выход которого соединен с вторым входом блока сопротивлений, последовательно соединенные первый сумматор, первый управляемый делитель напряже45 ния, второй сумматор, фазочувствительный индикатор, первый и второй измерители отношения напряжений, выход второго сумматора соединен с первым входом второго измерителя отноше50 ния напряжений, второй вход которого соединен с вторым входом <Разочувствительного индикатора, выхоДом первого сумматора и первым входом первого измерителя отношения напряжения, вто55 рой вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя напряжения, второй вход которого соединен с выходом фазочувствительного индикатора, выход источника питания соеди1576871 нен с первым входом первого сумматора, отличающийся тем, что,, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены интег атор, амплитудный детектор огибакфей, второй управляемый делитель напряжения и третий измеритель отно-. шения напряжений, первый и второй входы которого соединены соответствен о с первыми входом и выходом управ яемого делителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход первого измерителя отношения напряжения через амплитудный детектор огибающей соединен с вторым входом управляемого делителя напряжения, первый вход которого соединен также с выходом усилителя и с вторым входом второго сумматора, выход второго измерителя отношения напряжений соединен с входом интегратора.

10 р,, 1

Составитель 10.Минкин

Редактор И.Горная Техред И.Дидык

Корректор M,Кучерявая

Подписное

Заказ 1845

Тираж 557

ВЯИИДЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101