SU536437A1 - Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизме-ч рительной технике и, в частности, к измерению составл ющих комплексных величин переменного тока.

Известно устройство, позвол ющее измер ть параметры нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащее трансформатор, образцовые проводимости , усилители, амплитудный детек тор огибающейJисточник частотно модулированного сигнала, амплитудно-дифференциальный указатель.

Однако известное устройство имеет низкое быстродействие, так как результат измерени  получаетс  путем последовательного приведени  измерительной цепи в два состо ни  квазиравновеси  и последующего преобразовани  параметров двухэлементной цепи, а также ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретени  - повысить быстродействие и расщирить функдиональные возможности преобразовател .

Это достигаетс  тем, что выход первого усилител  подсоединен ко входам первого логометрического преобразовател , первого управл емого делител  напр жени  и через другую вторичную обмотку трансформатора ко входам второго и треть5 его логометрического преобразовател , а также фазочувствительного индикатора, выход которого подключен к управл ющему входу второго управл емого делител  напр жени , другой вход которого подключен

0 ко второму входу третьего логометрического преобразовател , входу второго управл емого делител  напр жени  и выходу второго усили-тел , в цепи обратной св зи которого стоит образцовый элемент, ана5 логичный третьему преобразуемому элементу двухполюсника, а вход усилител  через образцовый активный элемент соединен с выходом второго управл емого делител  напр жени  и другим входом второ0 го логометрического преобразовател , и через цепочку, состо щую из двух равных образцовых элементов, идентичных первому элементу двухполюсника, соединен со входом первого усилител , причем средн  

5 точка этой цепочки подключена к другому

входу первого логометрического преобразовател  и к выходу первого управл емого делител  напр жени , управл ющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, входы которого подключены к выходам второго и третьего логометрических преобразователей.

На чертеже представлена функпиональна  схема предлагаемого преобразовател .

Преобразователь состоит из источника

Iчастотно модулированного сигнала, подключенного к обмотке 2 трансформатора 3, обмотки 4, исследуемого двухполюсника 5, содержащего преобразуемые элементы 6 ( С ), 7 ( R-), и 8 ( Cg ), усилител  9, управл емого делител  напр жени  lOj образцовых конденсаторов

II(С) и 12 ( С), обмотки 13 логометрических преобразователей 14, 15 и 16, фазочувствительного индикатора 17, управл емого делител  напр жени  18, втрого усилител  19, образцовых конденсатора 2О ( С2о), сопротивлени  21 ( Ra-i)

и амплитудного детектора огибающей 22, Работает преобразователь следующим

образом.

Напр жение на выходе усилител  9 равно

)

U,-

i/jt«C +1/(

где ЁО -напр жение, снимаемое с обмотки 4 трансформатора 3;

k - коэффициент передачи управл емого делител  напр жени  10 (К$ 1). При этом ток, протекающий через исследуемый двухполюсник 5, равен току 0 протекающему через конденсатор 11, т.е. у и Напр жение, приложенное к емкости 8 исследуемого двухполюсника 5,

равно

ig- -1/1шС

e

l/jouCg + /C-r/R)tja;Cg Как видно из этих равенств при

Напр жение, приложенное к параллельному соединению элементов 6 и 7, равно

6,1

с-а 11алгебраически сумПри

и Uc

путем подмиру  величины

ключени  к выходу усилител  9 одного из концов обмо-тки 13 трансформатора 3, имеющей такое же количество витков, что и обмотка 4, на другом конце обмотки 13

получим напр жение

относительно земли равное напр жению U. , , т.е. 4,Vi,jTaK как емкость конденсатора 11 равна емкости конденсатора 12 ( С.2 и учитыва , что к ним приложено одно и то же напр жение, то протекающий через конденсатор 12 ( ) ток Л 2. равен

I

Таким образом мы получили ток J

равный току Л , текущему через двухполюсник , и напр жение U, U, приложенное к параллельному соединению элементов 6 и 7 исследуемого двухполюсника . Затем, разложив ток Л - Л- на активную и реактивную составл ющие относительно напр жени  U

можно по6 , т лучить величины, пропорциональные элементам 6 и 7 исследуемого двухполюсника . При выполнении услови  синфазности выходного напр жени  усилител  19 с напр жением (j , которое достигаетс  путем изменени  величины коэффициента передачи управл емого делител  напр жени  18 выходным сигналом фазочувствительного индикатора 17,модуль величины отнощени  напр жений U и , определ емый логометрическим преобразователем 16, пропорционален С, , а м одуль величины отнощени  напр жени  V., и напр жени  на выходе управл емого делител  напр жени  18 , определ емый логометрическим преобразователем 15, пропорционален R . Выходные сигналы логометрических преобразователей 15 и 16 поступают на амплитудный детектор огибающей 22, который выдел ет огибающую амплитуды этих сигналов при изменении частоты источника 1. Выходной сигнал амплитудного детектора огибающей 22 измен ет коэффициент передачи К управл емого делител  напр жени  10 до тех пор, пока не наступит равенство привод щее измерительную цепь в состо ние квазиравновеси , при котором выходной сигнал логометрического преобразовател  14 пропорционален величине емкости Со , т.е.

10

С С

11

О,

где

jo - напр жение на выходе управл емого делител  напр жени  1О, выходной сигнал логометрического преобразовател  15 пропррционален величине сопротивлени  R , т.е.

111.

., 8

выходной сигнал логометрического преобразовател  16 пропорционален величине

т.е.

емкости

и

19

S So

13

И каждый из выходных сигналов инвариантен к изменению частоты за счет того, что, напр жение на выходе усилител  9 ( Up) при К-С Cg всегда (независимо от частоты) равно падению напр жени  на емкости Cg , и соответственно, напр жение всегда (независимо от частоты ) равно падению напр жени  на элементах 6 ( С ) и 7 ( за счет того , что ток J поступающий на вход преобразовател , собранного на базе усилител  19 всегда (независимо от частоты ) равен току, текущему через исследуемый двухполюсник, а также за счет того, что преобразование, осуществл емое преобразователем на базе усилител  19,  вл етс  частотонезависимым.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников , содержащий первый преобразуемый элемент (активный или реактивный), последовательно соединенный с комплексным сопротивлением, представл ющим собой параллельное соединение второго преобразующего элемента (активного) и третьего (реактивного), амплитудный детектор, ИСТОЧНИК частотно модулированного сигнала , подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторична  обмотка которого через исследуемый двухполюсник подключена к входу первого усилител , логометрические преобразователи, делители напр жени , второй усилитель и фазочувствительный индикатор, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  быстродействи  и расширени  функциональных возможностей преобразовател , выход первого усилител  подключен к входам первого логометрического преобразовател ,

   первого управл емого делител  напр жени  и через другую вторичную обмотку трансформатора - ко входам второго и третьего логометрического преобразовател , а также фазочувствительного индикатора,

   выход которого подключен к управл ющему входу второго управл емого делител  напр жени , вторым входом подключенного к второму входу третьего логометрического преобразовател , входу второго управл емого делител  напр жени  и выходу второго усилител , в цепь обратной св зи которого включен образцовый элемент, аналогичный третьему преобразуемому элементу двухполюсника, а вход усилител 

   через образцовый активный элемент соединен с выходом второго управл емого делител  напр жени  и другим входом второго логометрического преобразовател , и через цепочку, состо щую из двух равных образцовых элементов, идентичных

   первому элементу двухполюсника, соединен с входом первого усилител , причем средн   точка этой цепочки подключена к дрзгому входу первого логометрического преобразовател  и к выходу первого управл е мого делител  напр жени , управл ющий вход которого соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, входы которого подсоединены к выходам второго и

   третьего логометрических преобразователей.