SU1629875A1 - Converter of complex impedance parameters - Google Patents

Converter of complex impedance parameters Download PDF

Info

Publication number
SU1629875A1
SU1629875A1 SU884463795A SU4463795A SU1629875A1 SU 1629875 A1 SU1629875 A1 SU 1629875A1 SU 884463795 A SU884463795 A SU 884463795A SU 4463795 A SU4463795 A SU 4463795A SU 1629875 A1 SU1629875 A1 SU 1629875A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
converter
amplifier
phase
Prior art date
Application number
SU884463795A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Петрович Арбузов
Сергей Евгеньевич Ларкин
Владимир Павлович Маланин
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU884463795A priority Critical patent/SU1629875A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1629875A1 publication Critical patent/SU1629875A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при построении преобразователей параметров комплексных сопротивлений , например, емкостных и индуктивных датчиков. Преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напр жени , преобразуемое сопротивление 2, операционный усилитель 3, образцовый элемент 4, управл емый делитель 5 напр жени , фазочувстви- тельный индикатор 6, резисторы 7 и 8. Преобразователь имеет повышенную точность преобразовани  за счет уменьшени  погрешности, обусловленной конечной величиной коэффициента усилени  усилител . 1 ил.The invention relates to a measuring and control technique and can be used in the construction of transducers of impedance parameters, for example, capacitive and inductive sensors. The converter contains a sinusoidal voltage generator 1, a convertible resistance 2, an operational amplifier 3, an exemplary element 4, a controlled voltage divider 5, a phase-sensitive indicator 6, resistors 7 and 8. The converter has an enhanced conversion accuracy due to a decrease in the error caused by the final magnitude of the gain of the amplifier. 1 il.

Description

ww

ёyo

ОABOUT

ю о оо VI елu o oo VI ate

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при построении преобразователей параметров комплексных сопротивлений, например , емкостных и индуктивных датчиков.The invention relates to a measuring and control technique and can be used in the construction of transducers of impedance parameters, for example, capacitive and inductive sensors.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  параметров комплексных сопротивлений, путем уменьшени  погрешности, обусловленной конечной величиной коэффициента усилени  усилител .The purpose of the invention is to improve the accuracy of conversion of the parameters of complex resistances, by reducing the error due to the finite value of the gain of the amplifier.

На чертеже представлена функциональна  схема преобразовател  параметров комплексных сопротивлений.The drawing shows the functional diagram of the parameter converter of complex resistances.

Преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напр жени , измер емое комплексное сопротивление 2, операционный усилитель 3, образцовый элемент 4, уп- равл емый делитель 5 напр жени , фазочувствительный индикатор 6, первый и второй резисторы 7 и 8,The converter contains sinusoidal voltage generator 1, measured impedance 2, operational amplifier 3, model element 4, controlled voltage divider 5, phase-sensitive indicator 6, first and second resistors 7 and 8,

Выход генератора 1 через преобразуемое комплексное сопротивление 2 подключен к инвертирующему входу усилител  3 и первому выводу образцового элемента 4. Выход усилител  3 подключен к входу управл емого делител  5 напр жени  и первому входу фазочувствительного индикатора б, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого делител  5 напр жени . Резисторы 7 и 8, имеющие равные зна- чени  сопротивлений, соединены последовательно и подключены между выходом усилител  3 и общей шиной, а их средн   точка соединена с неинвертирующим входом усилител  3. Выход управл емого делител  5 напр жени  подключен к второму выводу образцового элемента 4, выход генератора 1 соединен с вторым входом фазочувствительного индикатора б.The output of the generator 1 through the converted complex resistance 2 is connected to the inverting input of the amplifier 3 and the first output of the reference element 4. The output of the amplifier 3 is connected to the input of the controlled voltage divider 5 and the first input of the phase-sensitive indicator b, the output of which is connected to the control input of the controlled divider 5 voltages Resistors 7 and 8, having equal values of resistance, are connected in series and connected between the output of amplifier 3 and the common bus, and their middle point is connected to the non-inverting input of amplifier 3. The output of controlled voltage divider 5 is connected to the second output of model element 4, the output of the generator 1 is connected to the second input of the phase-sensitive indicator b.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Напр жение Ui с выхода генератора 1 подаетс  через измер емое комплексное сопротивление 2 на вход усилител  3, выходное напр жение 1)2 которого определ етс  из услови  равенства токов на входе усилител  и в цепи обратной св зи с учетом равенства значений сопротивлений резисторов 7 и 8:The voltage Ui from the output of the generator 1 is fed through the measured impedance 2 to the input of amplifier 3, the output voltage 1) 2 of which is determined from the condition of equality of currents at the input of the amplifier and in the feedback circuit taking into account the equality of the values of resistors 7 and 8 :

u -(f+e)u - (f + e)

Z0Z0

0)0)

где Zx Rx + 1 /j ш Сх ; Z0 1 /j со Со ; e -U2/Ky;where Zx Rx + 1 / j w Cx; Z0 1 / j with Co; e -U2 / Ky;

Ку - коэффициент усилени  усилител . После преобразований получаемKu is the gain of the amplifier. After transformations we get

(-1+ -+тЛ- +(-1+ - + tL- +

1.+1. +

2 ZoКу ZQКу2 ZoKu ZQKu

I)- 2 I) - 2

Подставл   вместо Zx , 0 , получимSubstitute instead of Zx, 0, we get

/3Z0 / 3Z0

U2u--Ui U2p и12-1-2Ку/3-Ку1U2u - Ui U2p and 12-1-2Ku / 3-Ku1

(3)(3)

где ftwhere is ft

Z Z

U2.U2.

Zx+Zo U2p - реальное значение напр жени Zx + Zo U2p - real voltage value

Это напр жение подаетс  на вход фазо- чувствительного индикатора 6, на другой вход которого подаетс  напр жение Ui с выхода генератора. Выходной сигнал фазочувствительного индикатора измен ет коэффициент делени  управл емого делители 5 напр жени  до достижени  состо ни  квазиравновеси  между входными напр жени ми фазочувствительного индикатора.This voltage is applied to the input of the phase-sensitive indicator 6, to another input of which the voltage Ui is supplied from the generator output. The output signal of the phase-sensitive indicator changes the division ratio of the controlled voltage dividers 5 until the quasi-equilibrium state between the input voltages of the phase-sensitive indicator is reached.

Выражение дл  коэффициента передачи К управл емого делител  напр жени An expression for the transmission coefficient K of a controlled voltage divider

имеет видhas the appearance

к -Cz(Ky-2)to -Cz (Ky-2)

р Со(Ку+2 Co So (Ku + 2

при Ку оо получаем Ки Сх/Со, где Кр и Ки - соответственно реальное и идеальное значени  К. Подставл   выражение дл  Кр в формулу (3), получимunder Ku oo, we obtain Ki Cx / Co, where Kp and Ki are, respectively, real and ideal K. Substitute the expression for Kp in formula (3), we obtain

1one

j ft Сх Rxj ft Cx Rx

(«)(“)

при Ку оо.at Ku oo.

При Ку оо имеемWhen Ku oo we have

U2n -2UiU2n -2Ui

1one

со G Rx (5) co G Rx (5)

Величина относительной погрешности по параметру U2The value of the relative error in the parameter U2

yv2 U2P - U2n 2yv2 U2P - U2n 2

U2nU2n

-Kv - 2 -Kv - 2

(6)(6)

5555

Величина относительной логрешности по параметру КThe magnitude of the relative log in parameter K

Кр - Ки 4 Сх CR - Ki 4 Cx

К4K4

Со (Ку + 2) СхSo (Ku + 2) Sh

Дл  известного преобразовател  выражени , описывающие относительные погрешности преобразовани , имеют видFor a known expression converter, the relative conversion errors are described as

ХX

(Ку + 1) 1 + KypV(Qu + 1) 1 + KypV

(8) (9)(8) (9)

, Л а - ° где РСХ - г . г , L a - ° where PCX - g. g

LO т ихLO t them

Дл  повышени  точности преобразовани  модули относительных погрешностей преобразовател , определ емых выражени ми (6) и (7), должны быть меньше соответствующих величин дл  известного преобразовател , определ емых выражени ми (8) и (9). Указанный эффект достигаетс  при выполнении услови To improve the accuracy of the conversion, the modulus of the relative error of the converter, defined by expressions (6) and (7), should be less than the corresponding values for the known converter, defined by expressions (8) and (9). This effect is achieved when the condition

p. s 1 1 ,p. s 1 1,

При известном диапазоне изменени  значений Сх по отношению к С0 условие (10) может быть выполнено путем соответствующего выбора Со. что позвол ет повысить точность преобразовани  за счет уменьшени  погрешности , обусловленной конечностью значени With a known range of variation of the values of Cx with respect to C0, condition (10) can be satisfied by an appropriate choice of Co. which allows to increase the accuracy of the conversion by reducing the error due to the finite value

Ку.Ku

Преобразователь также обеспечивает преобразование параметров комплексной проводимости, при этом преобразуема  комплексна  проводимость должна быть включена между входом усилител  и выходом управл емого делител  напр жени , аThe converter also provides conversion of the parameters of the complex conductivity, while the complex conductance being converted must be connected between the amplifier input and the output of the controlled voltage divider, and

образцовый элемент - между выходом генератора и входом усилител .the model element is between the generator output and the amplifier input.

Claims (1)

Формула изобретени  Преобразователь параметров комплек5 сных сопротивлений, содержащий генератор синусоидального напр жени , образцовый элемент, управл емый делитель напр жени , фазочувствительный индикатор , операционный усилитель.Claims of the Inverter of complex resistance parameters, comprising a sinusoidal voltage generator, an exemplary element, a controlled voltage divider, a phase-sensitive indicator, an operational amplifier. 10 инвертирующий вход которого соединен с первым выводом образцового элемента непосредственно и через преобразуемое сопротивление с выходом генератора синусоидального напр жени , а выход опе15 рационного усилител  соединен с входом управл емого делител  напр жени  и первым входом фазочувствительного индикатора , выход которого соединен с управл ющим входом управл емого делите20 л  напр жени , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности путем (Ю)уменьшени  погрешности, обусловленной10 an inverting input of which is connected to the first output of the reference element directly and through a convertible resistance to the output of a sinusoidal voltage generator, and the output of an operational amplifier is connected to the input of a controlled voltage divider and the first input of a phase-sensitive indicator, the output of which is connected to a controlled input of divide by 20 liters of voltage, which is characterized by the fact that, in order to increase accuracy by (Yu) reducing the error due to конечной величиной коэффициента усилени  усилител , в преобразователь введеныthe final magnitude of the gain of the amplifier, entered into the converter 25 первый и второй резисторы, имеющие равные значени  сопротивлений, при этом пер- вые выводы резисторов соединены соответственно, с выходом операционного усилител  и общей шиной, а вторые выводы25, the first and second resistors having equal resistance values, the first terminals of the resistors respectively being connected to the output of the operational amplifier and the common bus, and the second terminals 30 объединены и соединены с неинвертирующим входом операционного усилител , выход управл емого делител  напр жени  соединен с вторым выводом образцового элемента, выход генератора соединен с вто35 рым входом фазочувствительного индикатора .30 are connected and connected to the non-inverting input of the operational amplifier, the output of the controlled voltage divider is connected to the second output of the reference element, the output of the generator is connected to the second input of the phase-sensitive indicator.
SU884463795A 1988-07-20 1988-07-20 Converter of complex impedance parameters SU1629875A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884463795A SU1629875A1 (en) 1988-07-20 1988-07-20 Converter of complex impedance parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884463795A SU1629875A1 (en) 1988-07-20 1988-07-20 Converter of complex impedance parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1629875A1 true SU1629875A1 (en) 1991-02-23

Family

ID=21391179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884463795A SU1629875A1 (en) 1988-07-20 1988-07-20 Converter of complex impedance parameters

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1629875A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 658504, кл. G 01 R 27/26, 1979. Авторское свидетельство СССР Мг 523364, кл. G 01 R 27/00, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1577977A (en) Linearized bridge circuit
US4775830A (en) Method of and arrangement for measuring low capacitances
US4315211A (en) Preamplifier for voltage measuring instrument with non-interacting zero and span controls
SU1629875A1 (en) Converter of complex impedance parameters
Morlán et al. A low-cost circuit with direct digital output for pressure measurement
US4249127A (en) Standing wave ratio measuring system
SU1265494A1 (en) Multichannel device for measuring temperature
JP3189866B2 (en) Resistance meter calibration device
SU983553A1 (en) Measuring converter
SU947778A1 (en) Device for comparing cophase alternating voltages
SU1264104A1 (en) Resistance relative deviation from rating-to-voltage converter
SU1249348A1 (en) Device for measuring temperature
SU1478292A2 (en) Amplifier
RU2118826C1 (en) Invariant measurement converter in the form of voltage divider
SU1538031A1 (en) Induction measuring arrangement
SU1497716A1 (en) Differential amplifier
SU1236362A1 (en) Device for measuring restraint of rod in construction
SU1167536A1 (en) Instrument transducer of capacitance
SU1432417A1 (en) High-frequency meter of electrochemical system impedance
SU839482A1 (en) Device for measuring biological potentials
SU1476367A1 (en) Moisture meter
SU711375A1 (en) Method of calibrating measuring instruments with piezotransducers
SU1270545A1 (en) Digital resistance strain transducer
RU1837162C (en) Device for converting non-electric quantities into digital signals
RU2297009C1 (en) Measuring transformer