SU817608A1 - Преобразователь параметров трех-элЕМЕНТНыХ дВуХпОлюСНиКОВ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, а именно к и мерению составл ющих комплексных величин сопротивлений переменному току, и может быть использовано при измерении информативных параметров датчиков. Известно ycTpofiCTBCD дл  измерени  параметров нерезонансных пассив ных трехэлементных двухполюсников, содержащее источник ЭДС,выход которого соединен с первичной обмотко первого трансформатора, вторичные обмотки которого соединены с исследуемым двухполюсником, а также с образцовыми проводимост ми, подключенными ко второму и третьему транс форматорам, ко вторичным ОбМОТКс1М которых подключены три усилител , в цеп х обратной св зи которых вклю чены резисторы, выход первого усили тел  подключен к указателю равновеси , выходы второго и третьего усил телей подключены к амплитудно-дифференциальному усилителю, выход тре его усилител  также подключен к амплитудному детектору огибающей С17. Недостатком известного устройств  вл етс  низкое быстродействие, за счет того, что результат измерени  получаетс  путем последовательного приведени  измерительной цепи в два состо ни  квазиравновеси  и последующего преобразовани  параметров двухэлементной цепи, высока  сложность за счет наличи  четырех регулируемых элементов. Наиболее близким по технической сущности К предлагаемому  вл етс  преобразователь параметров нерезо- . нансных пассивных трехэлементных двухполюсников, содержащий источник частотно-модулированного сигнала, выходы которого подключены к первичной обмотке трансформатора, перва  вторична  обмотка которого подключена к входной клемме преобразовател , один конец второй вторичной обмотки подключен к входам первого управл е,мого делител  напр жени  и первого логометрического преобразовател , другой конец к входам второго и третьего логометрических преобразователей и фазочувствительного индикатора , втора  входна  клемма преобразовател  подключена к входу первого усилител , к которому также подключен первый образцовый конденсатор, второй вывод которого соединен с вы- .. ходом первого управл емого делител 

напр жени , со вторым входом первог логометрического преобразовател  и со BTOpicM образцовым конденсатором, второй вывод которого соединен с выходом первого логометрического преобразовател , с образцовым резистором и со входом второго усилител , |В обратную цепь которого включен тртий образцовый конденсатор, выход второго усилител  соединен со входами второго управл емого делител  напр жени , фазочувствительного индикатора и третьего логометрического преобразовател , выход которого подключен к амплитудному детектору огибакацей 23 .

Недостатком известного преобразовател   вл етс  то, что он имеет низкую точность или ограниченные функциональные возможности вследств наличи  в цепи отрицательной обратной св зи операционного усилител , в пр мой цепи которого включен исследуемый двухполюсник с измен ющимис  в широких пределах параметрами элементов , управл емого делител  напр жени  с регулируемым в широких пределах коэффициентом передачи. Максимальное изменение коэффициента передачи J3 цепи отрицательной обратной св зи, завис щего как от параметров исследуемого двухполюсница , так и от коэффициента передачи управл емого делител  напр жени , ограничено критическим значением петлевого усилител  f ft у при котором усилитель самовозбуждаетс  (тер ет устойчивость работы). Поэтому приходитс  или уменьшить значение коэффициента передачи цепи обратной св зи уз, что снижает функциональные возможности преобразовател ,или уменьшить коэффициент усилени  усилител  k, что снижает точность преобразовани .

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников, содержащий источник частотно-модулированного сигнала,, первый усилитель вход которого соединен с входной клеммой преобразовател  и с первым образцовым конденсатором, а выход со входом логометрического преобразовател  и с первым входом первого управл емого делител  напр жени ,, выход которого соединен со вторым входом логометрического преобразовател , второй образцовый конденсатор первый вывод которого соединен с первыми выводами образцового резистора и третьего образцового конденсатора и с входом второго усилител  выход которого соединен сО вторым выводом третьего образцового конденсатора и со входами второго управл мого делител  напр жени , фазочувствительного индикатора, амплитудного детектора огибающей, выход которого соединен со вторым входом первого управл емого делител  напр жени , выход фазочувствительного индикатора подключен ко второму входу второго управл емого делител  напр жени , выход которого соединен со вторым выводом образцового резистора, введен сумматор напр жений, первый вход которого соединен с выходом источника частотно-модулированного сигнала и с другой входной клеммой преобразовател , второй вход соединен с выходом первого управл емого делител  напр жени , а выход - со вторым входом фазочувствительного индикатора и с управл ющим входом источника частотно-модулированного сигнала, вторые выводы первого и второго образцовых конденсаторов подключены к выходу первого усилител .

На чертеже приведена функциональна  схема преобразовател  параметров .трехэлементных двухполюсников, состо щих, например, из последовательного соединени  емкости и комплексного сопротивлени , представл ющего собой параллельное соединение активной проводимости (сопротивлени  и емкости.

Преобразователь содержит управл емый по амплитуде источник 1 частотномодулированного сигнала, подключенный через исследуемый двухполюсник 2,

:с)

содержащий элементы 3 (С.

и 5 () , к входу усилител  6, в цепи обратной св зи которого включен образцовый конденсатор 7. Выход усилител  6 через образцовый конденсатор 8 соединен со входом усилител  9, в цеп х обратной св зи которого включены соответственно образцовый конденсатор 10 и цепочка из второго управл емого делител  11 напр жени  и образцового резистора 12. Выход усилител  9 соединен через амплитудный детектор огибающей 13 с управл ющим входом первого управл емого делител  14 напр жени , а также с входом фазочувствительного индикатора 15, выход которого соединен с управл ющим входом второго управл емого делител  11 напр жени , выход сумматора 16 напр жений соединен .с другим входом фазочувствительного индикатора и управл ющим входом источника 1 частотно-модулированного сигнала . Один вход сумматора 16 напр жений соединен с выходом источника 1 частотно-модулированного сигнгша, а другой вход с входом логометрическог преобразовател  17 и выходом первого управл емого делител  14 напр жений, вход которого соединен с другим входом логометрического преобразовател  17 и выходом усилител  6.

Преобразователь работает следующи образом. Напр жение на выходе усилите равно . i/ioc3 -V(t/R5t3(jC4) где и -напр жение на выходе источни ка 1 частотно-модулированного сигнал При большом коэффициенте усилени  усилител  6 ток Z протекакхНий ереэ исследуемый дв/хКолюс ник 2, равный току 1 , протекающему |череэ емкость, равен току /у проте кающему через конденсатор 7, т.е. Зг 3з-07. Напр жение на выходе -первого управл емого делител  напр жени  14 равно иц 6 ЦА где - коэффициент передачи первого управл емого делител  14 напр жени . Напр жение й на выходе сумматора 16 напр жений с учетом предвщущих выражений равно. .l Uo-t-Uo.K, .. ,VjOCi+V/R5+jCJC4U /lOC7-Ki4 1 . , - .1 4 Vit)C3+y()) Как видно из выражени  (4), при выполнении услови  A|ju)Cj -t|icoC -k, достигаемого изС менением К , получаем Ст - - (5) Напр жение Uy на выходе сумматора 16 напр жений равно напр жению , приложенному к параллельному соединению элементов 4 и 5 двухполюсника 2 . .V( VJl6-Vo- VjOCj-V Vil/Rs jwCAl напр жение и. на выходе усилител  9 равно .-j Co-Ht ii1/R.l где К., - коэффициент передачи управл емого делител  11 напр жени . Подставл   выражени  (1) в (7), получим i. . Соч 1 II Р 9 °C.f (jti). 11ри выполнении услови  синфазности напр жени  U, и напр жени  0., f) -о v,f, достигаемого изменением коэффициента передачи К управл емого делител  11 напр жени  сигналом с выхода фазо-чувствительного индикатора 15, находим . 09 S 1OC4 -t- /RS Cg g ь 3(./R,, С7 , |i, ., .«., . ,г« - .г, ./ ,- л1о i/хг ,.l«s M-/R a СдС,е,К,,н(к,-,а)СдИ|Рэ|(оСю При выполнении услови  (9) находим K-n-yR iWC4 :VR5 C.io , откуда R 1г . Подставл   (11) в (10), получим а напр жение U, на выходе управл емого делител  напр жени  11 с учетом (11) равно и 3- Д (13) , Величина А,, отношени  напр жений Ug и U jизмер ема  логометрическим. преобразователем 17 с учетом (З) и (5), равна Как видно из выражений 12-14, выходной напр жени  U,, сигнал логометрического преобразовател  17 пропорциональны соответственно параметрам С, R и С исследуемого двухполюсника 2. При этом дл  того, чтобы исключить вли ние изменени  напр жени  й на результат измерени  при изменении параметров исследуемого двухполюсника 2, необходимо застабилизировать напр жение l), по модулю, использу  Управл емый по амплитуде источник 1 частотно-модулированного сигнала путем изменени  его выходного напр жени  и до выполнени  услови  . / U|,/ const Как видно из выражени  12, напр жение 1 при выполнении условий (15), (9) и (5) не зависит от частоты . Услови  (15) и (9) автоматически выполн ютс  применением соответственно автоматической стабилиза««и напр жени  б,, по модулю (св зь с выхода сумматора 16 напр жений дз управл ющий вход источника 1 частотно-модулированного сигнала) и фазочувствительного индикатора

15), если не выполн етс  условие (5), то напр жение U зависит от частоты и амплитудный детектор огибающей 13 частотно-модулированного сигнала своим выходным сигналом автоматически измен ет коэффициент передачи K,v управл емого делител  14 напр жени  до выполнени услови  (5), когда справедливы соотношени  12-14 .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 248065, кл. G 01 R 27/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 536437, кл. G 01 R 17/06, 1974 (прототип).