SU1765783A1 - Измеритель посто нной времени двухэлементных двухполюсников - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  использовани  в автоматике, телемеханике, св зи. Цель изобретени  - повышение точности измерений -достигаетс  путем устранени  вли ни  выходного сопротивлени  сравнивающего устройства. Источник 1 экспоненциально затухающего синусоидального напр жени  через образцовый резистор 2 соединен с операционным усилителем 3, в Цепь отрицательной обратной св зи которого включен объект 4 измерени , выход операционного усилител  соединен с фазочувст- вительным синфазным детектором 5, выход которого соединен с выходом генератора 1 экспоненциально затухающего напр жени , причем вторые входы операционного усилител  и фазочувствительного детектора соединены с общей шиной 1 з п ф-лы, 1 ил сл

Description

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники, а более конкретно- к измерител м посто нной времени, и может быть использовано в автоматике, телемеханике, св зи.

Известно устройство дл  измерени  посто нной времени 1, содержащее генератор импульсов, соединенный через ключ с цифровым счетчиком Ключ соединен с триггером , соединенным со сравнивающим устройством . К сравнивающему устройству подсоединены конденсатор, один вывод которого заземлен, и активное сопротивление , второй конец которого подсоединен к источнику посто нного напр жени 

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность измерени  посто нной времени двухэлементных двухполюсников,

что обусловлено необходимостью подключени  дополнительного сопротивлени  к объекту измерени 

Известно устройство дл  измерени  посто нной времени, содержащее источник посто нного тока 2, ключ, переменное активное сопротивление, варийметр, измерительный шунт, индикатор, трансформатор тока, первична  обмотка которого соединена последовательно с измерительным шунтом , а вторична  обмотка соединена с входом первого пикового детектора, второй пиковый детектор, вход которого соединен с выходом измерительного шунта, измеритель отношени , к первому входу которого подключен выход первого пикового детектора , выход измерител  отношений подключен к входу индикатора.

Х| 00

ы

ё

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  тем, что устройство собрано из низкоточных измерительных преобразователей.

Известен преобразователь параметров в частотно-временные сигналы 3, содержащий измерительную цепь, состо щую из усилител  посто нного тока, в цепь отрицательной обратной св зи и на вход которого подключены исследуема  цепь и опорный элемент, разделительную цепь и ключ, подключенный к переключателю рода работы, сравнивающий блок, интегратор, сумматор, причем выход сравнивающего блока соединен одним своим входом через интегратор с управл ющим входом ключа, первым входом сумматора, который  вл етс  одним из входов устройства, а другим входом устройства  вл етс  вход ключа, выход которого через разделительную цепь подключен к второму входу сумматора и через переключатель рода работы - к третьему входу сумматора , выход которого подключен ко второму входу сравнивающего блока.

Недостатком данного устройства  вл - етс  низка  точность измерени  посто нной времени высокодобротных конденсаторов, что обусловлено вли нием выходного сопротивлени  сравнивающего устройства.

Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  посто нной времени объекта измерени .

Цель достигаетс  тем, что известное ус- тройство, содержащее операционный усилитель и измер емый двухполюсник, представл ющий параллельное соединение активного сопротивлени  и, емкости, снабжают источником экспоненциально затуха- ющего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени, образцовым регистром и фазочувствительным синфазным детектором. Источник экспоненциально затухающего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени соединен через образцовый резистор с операционным усилителем, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен объекд измерени . Выход операци- онного усилител  подключен к входу фазо- чувствительного синфазного детектора, опорный вход которого соединен с выходом источника экспоненциально затухающего синусоидального напр жени  с регулируе- мой посто нной времени. ,

Источник экспоненциально затухающего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени содержит генератор синусоидального напр жени ,

умножитель, источник экспоненциально затухающего напр жени  с регулируемой посто нной времени.

Генератор синусоидального напр жени  соединен с умножителем и источником экспоненциально затухающего напр жени , который подключен к умножителю.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство содержит известный элемент - операционный усилитель, соединение которого с широко распространенными элементами: образцовым резистором, фазочувствительным синфазным детектором, а также с неописанным в доступной литературе источником экспоненциально затухающего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени создает новое по сравнению с прототипом свойство, а именно более высокую точность измерени  посто нной времени .

Таким образом, за вл емое устройство соответствует критери м новизна и существенные отличи .

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 экспоненциально затухающего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени , соединенный через образцовый резистор 2 с операционным усилителем 3, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен объект 4 измерени . Выход операционного усилител  3 соединен с фазочувствительным синфазным детектором 5, опорный вход которого соединен с выходом генератора 1 экспоненциально затухающего напр жени  с регулируемой посто нной времени.

Генератор 1 экспоненциально затухающего напр жени  с регулируемой посто нной времени содержит генератор 6 синусоидального напр жени , соединенный с умножителем 7 и источником экЪпоненци- ально затухающего напр жени  8, соединенным с умножителем 7, выход которого соединен с выходом источника экспоненциально затухающего напр жени  с регулируемой посто нной времени 1.

Устройство работает следующим образом ,

На выходе генератора источника экспоненциально затухающего напр жени  с регулируемой посто нной времени 1 получают напр жение

u u)t, ,

где Um - амплитуда выходного напр жени  генератора 1;

т- регулируема  посто нна  времени;

ш-углова  частота выходного напр жени ;

t- врем .

Ток в образцовом резисторе 2 равен

l2 Ime sinon,,

Um

ъ

где R - сопротивление образцового резистора 2.

Напр жение на выходе операционного усилител  3  вл етс  решением дифференциального уравнени 

1ГГ+Ш:и Г

где R и С - активное сопротивление и емкость объекта измерени  4. Тогда

4 1 1 , е(- +R)sirtot-OJCOSu t

U

ТГ

W2+«

На выходе фазочувствительного детектора 5 получают напр жение

(кс

+ KS- коэффициент пропорциональности, вносимый фазочувствительным синфазным детектором 5.

Регулировкой добиваютс  нулевого сигнала на выходе фазочувствительного синфазного детектора 5.

Тогда

.

При измерении посто нной времени двухполюсника, состо щего из последовательно включенных индуктивности и активности сопротивлени , объект измерени  включают во входную цепь операционного

усилител  3, а образцовый резистор 2 - в цепь отрицательной обратной св зи операционного усилител  3.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Claims (2)

1.Измеритель посто нной времени двухэлементных двухполюсников, в котором емкость и активное сопротивление соединены параллельно, отличающийс 

тем, что, с целью повышени  точности измерений , в него введены источник экспоненциально-затухающего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени, образцовый резистор, фазочувствительный синфазный детектор, причем источник экспоненциально-затухающего синусоидально-затухающего синусоидального напр жени  соединен с выводом образцового резистора и с входом фазочувствительного детектора, второй вывод образцового резистора соединен с выводом измер емого двухполюсника и с инвертирующим входом операционного усилител , его выход соединен с вторым выводом двухполюсника и с вторым входом фазочувстви- тельного детектора, выход которого  вл етс  выходом измерител , причем неинвертирующий вход операционного усилител  и третий вход фазочувствительного

синфазного детектора соединены с общей шиной.

2.Измеритель поп. 1,отличающий- с   тем, что, с целью упрощени  конструкции , источник экспоненциально-затухающего синусоидального нрпр жени  с регулируемой посто нной времени содержит генератор синусоидального напр жени , умножитель, источник экспоненциально-затухающего напр жени , причем выход генератора синусоидального напр жени  соединен с входом умножител  и с входом источника экспоненциально-затухающего напр жени , его выход соединен с вторым входом умножител , его выход  вл етс  выходом источника экспоненциально-затухающего синусоидального напр жени  с регулируемой посто нной времени.

UMI 7

ша вт ц- , J

Л

Т

8