Преобразователь параметров трехэлементных цепей в унифицированные сигналы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((() 425I28

Союз Советских оцивлистическии

Республик (61) 3 а висим ое от авт. свидетельств а (22) Заявлено 24.07.72 (21) 1808063/18-10 (51) М. Кл. G Olr 27/00 с присоединением заявок 1808064/18-10, 1808065/18-10, 1808066/18-10, 1808070/18-10 (32) Приоритет 24.07.72

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.33 (088.8) Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 01.10.74 (72) Авторы изборетения

А, И. Мартяшин, А. E. Морозов, Б. Л. Свистунов, П. П. Чураков и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ

ЦЕПЕЙ В УНИФИЦИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в различных автоматизированных измерительных системах.

Известный преобразователь параметров сложных электрических цепей, содержащий интегратор, дифференциальный усилительограничитель, усилитель постоянного тока, охваченный отрицательной обратной связью, не дает возможности получить информацию о значениях каждого из элементов RC-, RL-, LC- u RLC-цепей.

Для усиления функциональных возможностей в предлагаемом устройстве выход усилителя постоянного тока соединен по одной цепи через конденсатор, а по другой — последовательно через дифференциатор-ограничитель и резистор со входом суммирующего усилителя, выход которого соединен через конденсатор со входом усилителя постоянного тока, охваченного емкостной отрицательной обратной связью, причем выход его подключен к входу дифференциального усилителя-ограничителя, а вход через резистор соединен с выходом последнего.

На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя.

В случае, например, преобразования в частоту значения активного сопротивления резистора параллельной RLC-цепи она включается во входную цепь усилителя постоянного тока (УПТ) 1, в цепь отрицательной обратной связи которого включается опорный резистор Ро.

В установившемся режиме работы в момент смены знака напряжения с минуса на плюс на входе усилителя-ограничителя (УО) 2 знак его выходного напряжения Е0 скачкообразно изменяется с минуса на плюс. Прп

10 этом выходное напряжение УПТ 1 также скачкообразно изменяется на величину

R0 — 2Ео, а затем линейно нарастает с поR,.

L,.

15 стоянной вре IcHH T= . Это напряжение подается на вход дифференциатора-ограничителя 3, с выхода которого снимается постоянное напряжение, пропорциональное скорости нарастания линейно изменяющейся составляющей выходного напряжения первого

УПТ 1. Напряжение с выхода УПТ 1 через конденсатор С1 подается на вход УПТ 4, охваченного емкостной отрицательной обратной связью, и обусловливает появление на его выходе (при C, — C,.) напряжения, повтт1ряющего выходное напряжение первого УПТ 1 с учетом инвертирования знака. С другой стороны ток, протекающий через резистор, под действием выходного напряжения диффе30 ренциатора-ограничителя 3 при выполнении

425128 условия RqCq — — т„ (где тд — постоянная дифференцирования дифференциатора-ограничителя 3) приводит к компенсации изменяющейся во времени составляющей напряжения на выходе УПТ 4, которое в результате определяется только величиной R о

R вых.УПТ4 — о.

Rx

Для обеспечения баланса фаз это напряжение инвертируется инвертором 5 и подается через конденсатор Сз на вход УПТ 6. Ток, опредсляемый этим напряжением, в момент времени знака выходного напряжения УО 2 перезаряжает конденсатор С4 до величины

2Eo . С другой стороны конденсатор С4

С3

С4 перезаряжается линейно изменяющимся током, протекающим через резистор Л под действием выходного напряжения УО 2.

B момент, когда выходное напряжение УПТ 6 переходит через нулевой уровень, полярность выходного напряжения УО 2 вновь скачкообразно изменяется, и процесс повторяется.

Функции интегрирующего и суммирующего усилителей, которые совмещает УПТ 4, могут быть разделены. В этом случае напряжение с выхода дифференциатора-ограничителя 3 подается на интегрирующий усилитель, а напряжения с выхода последнего и с выхода

УПТ 1 подаются на вход вычитающего усилителя, выходное напряжение которого также определяется только величиной R,, причем необходимость в использовании инвертора 5 отпадает.

При этом функции вычитающих усилителей

4 и 6 могут быть объединены. Для этого необходимо подключить вход УПТ 6 через резистор к выходу УПТ 1, через конденсатор— к выходу УО 2 и через резистор — к выходу интегрирующего усилителя, который в этом случае должен быть нефазоинверсным, Частота генерируемых УО 2 прямоугольных импульсов прямо пропорциональна величине активного сопротивления R„ резистора в исследуемой цепи х

4ЯоС,К

При преобразовании значений индуктивности L,. и емкости С,. параллельной И.С-цепи уравнения преобразования описываются следующими выражениями:

Кх . 4C> R< С

41-оС1И! Со

При преобразовании значений величин элементов последовательной Я1.С-цепи ее помещают в цепь отрицательной обратной связи

УПТ 1, во входную цепь которого включают соответствуюгций опорный элемент.

Уравнения преобразования з этих случаях имеют следующий вид:

4C>R> . 4C R> . С

Несколько изменив схему преобразователя, а именно, соединив вход УПТ 6 с выходом

20 инвертора 5 через резистор, а с выходом УО 2 через конденсатор, можно получить функции преобразования, обратные приведенным.

Предлагаемый преобразователь позволяет преобразовывать в частотно-временной сигнал

25 также параметры двухэлементных RC-, RLи LС-цепей. Работа преобразователя в этих случаях аналогична описанной выше.

Предмет изобретения

Преобразователь параметров трехэлементных цепей в унифицированные сигналы, содержащий усилитель-ограничитель, выход которого через сложную электрическую цепь

35 соединен с входом усилителя постоянного тока, охваченного отрицательной обратной связью через опорный элемент, дифференциатор-ограничитель, интегрирующий и суммирующий усилитель, отличающийся тем, 40 что, с целью расширения функциональных возможностей, выход суммирующего усилителя соединен через конденсатор с входом усилителя постоянного тока, охваченного емкостной отрицательной обратной связью, причем

45 выход его подключен к входу дифференциального усилителя-ограничителя, а вход через резистор соединен с выходом последнего, 425128

Составитель Л. Устинова

Техред Е, Борисова

Редактор T. Иванова

Корректор Л. Орлова

Типографии, пр. Сапунова, 2

Заказ 2873!2 Изд. № 745 Тираж 678 Подписное

Ц1!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5