Преобразователь параметров , цепей в частотно-временные сигналы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социевктичесиик

Ресвубаик

«i>779912 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.07.78 (21) 2636663/18-21 (51)М. Кд.з

С 01 R 27/00

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки №

Государствеииый комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.11,80 Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 18.11. 80 (53) УДК 621.317. .53 (088.8) (72) Авторы изобретеиия

В. И. Кулапин, A. И. Мартяшин, В. Ф. Рябов, Б. Л. Свистунов и В. И. Чернецов !

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ RL -, RC -цепей

В ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫЕ СИГНАЛЫ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для автоматизации измере ния и контроля параметров электрических цепей и неэлектрических величин 5 с помощью индуктивных и емкостных датчиков.

Известно устройство, содержащее усилитель-ограничитель, измерительную цепь, включающую усилитель пос- tO тоянного тока с соответственно включенными исследуемой цепью и опорным элементом, дифференцнатор-ограничитель и интегратор-сумматор. Недостатком данного устройства является ограниченный диапазон изменения параметров исследуемой цепи, невысокая точность преобразования, обусловленная влиянием на функцию преобразования неидеальности операций дифферен- 20 цирования и ограничения .

Более широкие функциональные возможности и более высокую точность имеет другое известное устройство.(прототип), содержащее блок управления, 25 соединенный с коммутатором, на вход, которого подаются опорные напряжения с источника двухполярного опориого напряжения, а выход которого через измерительную цепь > содержащую усилитель постоянного тока с соответственно включенными исследуемой цепью или датчиком и опорным элементом, соединен с разделительной цепью, вы- . ход которой через параллельно включенные ключи, управляемые входы которых соединены с блоком управления, подсоединен к двум входам переключателя рода работ, соединенного своим выходом с измерителем среднего значения, управляемого напряжением с блока управления.

Основным недостатком данного устройства является сложность его реализации . Это устройство реализует разомкнутую структуру, и поэтому его узлы чувствительны к действию различных дестабилизирующих факторов (температуры окружающей среды, дрейфа нуля, стабильности источника опорных напряжений и т.д.), устранение или снижение до допустимого уровня влияния которых приводит к усложнению устройства.

Целью изобретения является упрощение устройства .

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий измерительную цепь, состоящую из усилителя постоянного тока, в цепь отри779912 откуда.g „>i Cot К„CoÜ (4) откуда

„р.. х о i

2 R„ ii

30 (10) ь„

-Ям . A,o 2× „ цательной обратной связи и на вход которого подключены исследуемая цепь и опорный элемент, разделительную цепь и ключ, подключенный к переключателю рода работы, дополнительно введены сравнивающий блок, интегратор и сумматор, причем выход сравнивающего блока соединен с одним своим входом через интегратор, с управляющим входом ключа, первым входом сумматора, который является одним из входов устройства, а другим входом устройства является вход ключа, выход которого через разделительную цепь подключен ко второму входу сумматора и через переключатель рода работы — к третьему входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего блока .

На чертеже приведена функциональная схема устройства .

Устройство состоит из сравнивающего устройства 1, интегратора 2, измерительной цепи 3, ключа 4, переключателя рода работы 5, разделительной цепи 6 и сумматора 7.

Устройство в случае преобразования параметров параллельной RC-цепи, вклю чаемой на вход усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен опорный кон— денсатор, работает следующим образом.

При преобразовании параметра РХ переключатель 5 находится в разомкнутом состоянии. После включения питания в установившемся режиме на выходе .сравнивающего устройства 1 генерируется напряжение прямоугольной формы амплитудой V . При этом на один вход устройства 1.подается напряжение с выхода 2, изменяющееся по линейному закону как

И =Ч вЂ” ll

Т ф (1} где Ч; — постоянная интегратора.

С выхода устройства 1 напряжение подается на цепь 3, на выходе которой напряжение описывается выражением

0 =2V — 1Ч (2} с

Это напряжение пропускается через ключ 4 только в течение отрицатель нйх импульсов на выходе устройства 1

11р» прохождении напряжения с ключа 4 через цепь 6 постоянная составляю щая отделяется, а оставшаяся линейно изменяющаяся составляющая проходит через нулевой уровень точно по середине отрицательного полупериода напряжения устройства 1. T.е ." если дЯйтельность отрицательного полупе--=.: риода равна t, то линейно изменяющаяся составляющая напряжения на выходе цепи 6 изменяется от

Это напряжение суммируется с вы,ходным напряжением устройства 1 в сумматоре 7 с разными знаками.

Выходное напряжение сумматора 7 подается на второй вход устройства

1, и в момент, когда напряжения на входах последнего будут равны, напряжение на его выходе скачкообразно сменит полярность на положительную .

Время действия отрицательного импульса устройства 1 определяется из условия равенства входных напряжений последнего.

Во время действия положительного импульса t< на выходе устройства 1

gp ключ 4 разомкнут, и на входах устройства 1 сравниваются напряжение, поступающее с выхода интегратора 2, и выходное напряжение, проходящее через сумматор 7. В этом случае

25 ч-дл =цл > (5) х о

Из выражений (4) и (6) следует, что =с,. откуда частота генерируемых колебаний равна

При преобразовании С переключатель

5 замыкают, при этом на вход суммато- . ра 7, имеющий коэффициент передачи, 4р равный, в течение отрицательного полупериода подается напряжение непосредственно с ключа 4, которое суммируется с выходным напряжением устройства 1. В результате для момента равенства напряжений на выходах послЕднего можно записать для отрицательного полупериода:

Ч-pV 4 +3VW+4V (=QV„-I (8).

Sac, с с, 5О откуда, t< =7 (1+ cx/ co} (9)

B этом случае также выполняется

55 о-уд.: T=27(1+ Сч / о)

При измерений параметров параллельной

RL-цепи, последнюю включают на входе усилителя постоянного тока, а в цепь отрицательной обратной связи вклюЯ чают опорный резистор. В этом случае

К="(> ); =21(

779912 для RC цепи:

Формула изобретения

Составитель В. Стукан

Редактор Н . Коляда ТехредС.МигуноваКорректор М. Шарсхаи

Заказ 93 7/10 Тираж 019 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 тельной обратной связи усилителя, в качестве опорных элементов, подсоединенных к его входу, служат опорная индуктивность брдля и -цепи, и опорный резистор для RC-цепи . При этом

„цля RL-цепи:

У - (; Т ь(1 ) (1З) Преобразователь параметров RL-, RC -цепей в частотно-временные сигналы, содержащий измерительную цепь, состоящую из усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи и на вход которого подключены исследуемая цепь и опорный элемент, разделительную цепь и ключ, подключенный к переключателю рода работы, отличающийся тем,что, с целью упрощения в него введены ,сравнивающий блок, интегратор и сумматор, причем выход сравнивающего блока соединен одним своим входом через интегратор, с управляющим входом ключа, первым входом сумматора, который является одним из входов устройства, а другим входом устройства является вход ключа, выход которого через разделительную цепь под15 ключен ко второму входу сумматора и через переключатель рода работы — к третьему входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего блока .