RU1803884C

RU1803884C - Преобразователь емкости трехэлементной схемы замещени конденсатора в напр жение

Info

Publication number: RU1803884C
Application number: SU904889610A
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Зинин
Original assignee: Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1993-03-23

Abstract

Использование: изобретение относитс к преобразовател м параметров трехэлементных схем замещени в унифицированные сигналы и может быть использовано в автоматике, телемеханике и св зи. Сущность: с целью упрощени конструкции пре- образователь снабжен генератором 1 синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, преобразователем переменного напр жени в посто нное 11, делительным устройством 10. Выход генератора 1 синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, через резистор 2 соединен с инвертирующим входом операционного усилител 3, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен объект измерени , выход операционного усилител 3 через фазовый детектор 8, опорный выход которого соединен с выходом генератора 1 синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, соединен с интегратором 9, подключенным к делительному устройству 10, соединенному с выходом генератора 1 синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону. Использование предложенного преобразовател при измерении влагосодержани и солесодержани нефти позволит уменьшить затраты на проведение данных измерений вследствие простоты предлагаемого устройства. 1 ил. ел с

Description

Изобретение относитс к преобразовател м параметров трехэлементных схем замещени в унифицированные сигналы и может быть использовано в автоматике, телемеханике и св зи.

Целью изобретени вл етс упрощение известного устройства.

Указанна цель достигаетс тем, что известное устройство, содержащее резистор, операционный усилитель, фазовый детектор , снабжено генератором синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, преобразователем переменного напр жени в посто нное, делительным устройством. Выход генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, через резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилител , в цепь отри- цательной обратной св зи которого подключены клеммы дл подключени объекта измерени . Выход операционного усилител через фазовый детектор, опорный выход которого соединен с выходом генератора синусоидального напр жени с частотой , измен ющейс по линейному закону, соединен с интегратором, подключенным к делительному устройству, соединенному с выходом генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, через преобразователь переменного напр жени в посто нное.

За вл емое устройство отличаетс наличием новых элементов: генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, интегратором , делительным устройством, преобразователем переменного напр жени в посто нное и св з ми между элементами.

Однако их введение в указанной св зи с остальными элементами позвол ет упростить устройство и устранить вли ние на результат измерени последовательно включенной емкости схемы замещени объекта измерени .

На чертеже изображена принципиальна схема за вл емого устройства.

Устройство содержит генератор синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону 1, соединенный через резистор 2 с инвертирующим входом операционного усилител 3, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен исследуемый двухполюсник 4, содержащий емкость 5, включенную последовательно с параллельно включенными емкостью 6 и активным сопротивлением 7. Выход операционного усилител 3 соединен с фазовым детектором 8, который соединен с интегратором 9 и генератором

синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону 1. Интегратор 9 соединен с делительным устройством 10, св занным через преобразователь переменного напр жени в посто нное 11с генератором синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону 1.

Устройство работает следующим образом . На выходе генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону 1, после пуска получает напр жение

Ui(t) Umsin(ft)t),

где ш Kt,

где Dm амплитуда напр жени ;

ft)- кругова частота; i - врем ;

К- коэффициент пропорциональности. На выходе операционного усилител 3 получает напр жение, имеющее комплексную амплитуду

Um3

Re

иг

R2 1 + j ft) С Re

Um .

Re

R2 1 + j (k t) C7 Re

На выходе фазового детектора 8, работающего в синфазном режиме, получат напр жение

Us -К8

R2

Re

1 + (k t )2 С7 Re

40 где Кв - коэффициент пропорциональности, вносимый фазовым детектором 8.

На выходе интегратора 9 при окончании изменени частоты получат напр жение

00

Redt

i iГ Urn „

U9 J -5- Кв- ) о R2 1 + ( k t )2 C7 R

Un KB П г -1 R2 2 К C

Верхний предел интегрировани вл етс конечным, но практически можно считать, что t - оо.

На выходе делительного устройства 10 получат напр жение

К8 -

2 R2 К Кп

С7

-1

где Kn - коэффициент, вносимый преобразователем переменного напр жени в посто нное 11.

Таким образом на выходе делительного устройства 10 имеют напр жение обратно пропорциональное измер емой емкости.

Предложенное устройство вследствие использовани генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, интегратора позвол - ет измер ть значени емкости трехэлементной схемы замещени . Данна емкость несет информацию о диэлектрической проницаемости среды, в которую помещен датчик. Поэтому предлагаемый преоб- разователь может быть использован при измерении солесодержани , влагосодержа- ни , например, жидкостей (нефти, битума и т.д.).

Известен преобразователь параметров измерительной чейки солемера, который характеризуетс более высокой сложностью , чем за вл емое устройство. В отличии от рассмотренных преобразователей в предложенном устройстве выходной сигнал зависит только от информативной емкости, что и обеспечивает простоту схемы преобразовател .

Использование предложенного преобразовател при измерении влагосодержа- ни и солесодержани нефти позволит уменьшить затраты на проведение данных

измерений вследствие простоты предлагаемого устройства.

Claims

Формула изобретени Преобразователь емкости трехэлементной схемы замещени конденсатора в напр жение , содержащий операционный усилитель, резистор, фазовый детектор, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции, он снабжен генератором синусоидального напр жени с частотой , измен ющейс по линейному закону, преобразователем переменного напр жени в посто нное, делительным устройством , интегратором, выход генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, через резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилител , в цепь отрицательной обратной св зи которого включены клеммы дл подключени объекта измерени , выход операционного усилител через фазовый детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, соединен с выходом интегратора, выход которого соединен с первым входом делительного устройства, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напр жени с частотой, измен ющейс по линейному закону, а выход вл етс выходом преобразовател ,