Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников Советский патент 1983 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к контрольнозмерительной технике и может быть спользовано для преобразования в унифицированные электрические сигнаы параметров трехэлементных двух- олюсных цепей, представляющих собой параллельное соединение конденсатора и .последовательной . RL, -цепи. Такой схемой замещения обладает, на- , пример, реальная катушка индуктивности.

Известен преобразователь парамеТров. резистивных датчиков в частоту, содержащий усилитель постоянного тока, на вход которого включен резистивный датчик, блок сравнения, 15 первый интегратор, переключатель, один вход которого подключен к земляной шине, блок задержки и второй интегратор, причем выход блока, сравнения, подклю.чен через интегратор к 20 одному из своих входом, а через блок задержки - к управляющему входу перекЛючателяС .

Однако данное устгройство характеризуется недостаточными функцио- 25 нальными возможностями. I .

Наиболее близким к предлагаемому о технической сущности является реобразователь параметров трехэле- . ентных двухполюсников в код, содеращий генератор пилообразного напряения , исследуемый двухполюсник, предтавляющий собой параллельное соедиение конденсатора и последовательной цепи, операционный усилитель, 35 порный резистор сопротивлением R0, , преобразователь мгновенного значения напряжения в.кед, дифференциаторы, два блока сравнения, источник постоянных опорных напряжений, триг- 40 гер, преобразователь временного интервала в .код, устройство задержки, два ключа, блок перемножения кодов и функциональный преобразователь напряжения- в кодТ23. .45

Недостатком известного преобразователя является сложность реализации., что обусловлено н.аличием таких трудно реализуемых и требующих больших аппаратурных затрат узлов, как гл функциональный преобразователь постоянного напряжения в код, осуществляющий вычисление обратной величины, и блок перемножения кодов;

Недостатком преобразователя является также относительно невысокая 55 точность, что обусловлено последовательным выполнением двух операций дифференцирования выходного, напряжения операционного усилителя для преобразования параметров R и U 60 двухполк)сника. Как известно, точность дифференцирования активными дифференциаторами на операционных условиях существенно выше точности дифференцирования пассивной RG-цепью. Однакоjj

активным дифференцирующим устройствам принципиально присуща погрешност преобразования, обусловленная требованием- бесконечного возрастания коэффициента усиления с ростом часто .ты. Для устранения самовозбуждения применяют различные корректирующие и сглал ивающие цепи, что приводит к искажению передаточной функции дифференциатора, а следовательно, к появлению дополнительной погрешности преобразования.

Последовательное включение двух дифференциаторов приводит к накоплению погрешностей.

Цель изобретения - повышение точности преобразования параметров двухполюсника-.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников, содержащий генератор пилообразного напряжения, подключенный к одному зажиму для подключения исследуемого двухполюсника, другой зажим соединен с входом операционного усилителя с опорным резистором в цепи отрицательной обратной связи, выход которого соединен с входом-первого измерителянапряжения, управляющий вход которого соединен с управляющим - входом генератора пилообразного напряжения, блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом источника опорного напряжения, дифференциатор и второй измерительнапряжения, введены масштабирующий преобразователь , блок .вычитания,,, два фазочувствительных выпрямителя и третий -измеритель напряжения , причем управляющий вход генератора пилообразного напряжения, соединен с выходом исгоч.ника опорно.го напряжения,.выход генератора пилообразного напряжения через масштабирующий преобразователь соединен с другим входом блока сравнения и с первым входом блока вычитания, второй вход последнего соединен с выходом операционного усилителя, а третий вход - с выходом первого измерителя напряжения, выход блока вычитания через дифференциатор соединен с входом второго измерителя, напряжения и через третий измеритель напряжения с входом одного из фазочувствительных выпрямителей, выход j oторого соединен с входом другого фазочувствительного выпрямителя и выходом преобразователя, выход второго измерителя напряжения соединен с управляющим входом масштабирующего преобразователя, управляющие входы фазочувствительных выпрямителей соединеныс выходом блока сравнения, соединённого с выходом преобразователя, выходы первого фазочувствительного измерителя напряжения и выход другого фазочувствительного выпрямителя соединены с выходом преобразователя. На чертеже приведена структурна Iсхема предлагаемого устройства. Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников содержит источник 1 опорного напряжения, генератор 2 пилообразного напряжения, исследуемый двухполюсник 3, представляющий сОбой параллельное соеди нение конденсатора С и последовател ной РЦ-цепи, операционный усилитель 4, опорный резистор 5, сопроти ление ко.торого равно RQ / масштаби рующий преобразователь б, измерител 7 напряжения, вычитающий блой 8, блок 9 сравнения, .дифференциатор 10 второй и третий измерители 11 и 12 пряжения, и первый и второй фазочув ствительные выпрямители 13 и 14. Выход источника 1 опорного напря жения соединен с управляющими входа ми генератора 2 пилообразного напряжения и измерителя 7 напряжения, а также с одним из входов блока 9 срав нения , Выход генератора 2 пилообразного напряжения через исследуемый .:. двухполюсник 3 подключен к входу операционного усилителя 4 с опорным резисторов 5 в цепи отрицательной обратной связи, выход которого соединен с -входом измерителя 7 напряжения.- Выход генератора 2 пилообраз.ного напряжения через масштабирующий преобразователь б соединен с вто рым входом блока 9 сравнения и одним из входов блока 8 вычитания, дв.а других входа которого подключены к выходам операционного усилителя 4 и измерителя 7 напряжения. Выход блока 8 вычитания через последовательно соединенные дифференциатор 10 и первый измеритель 11 напряжения подключен к управлякнцему входу масштабирующего преобразователя б выход блока 8 вычитания соединен так же с входом второго измерителя 12 на пряжения, к выходу которого подкхпочены последовательно соединенные первый и второй фазочувствительные выпрямители 13 и 14, управляющие вхо да которых соединены с выходом блока 9 сравнения. Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников работает следующим образом. . - л, Источник 1 опорного напряжения вырабатывает опорное напряжение в ви де двухполярных импульсов амплитудой Ч) Генератор 2 пилообразного напряжения формирует из .опорного на пряжения линейное изменяющееся напряжение ...., lV(tMv,Kt, где К - крутизна линейно изменяющегося напряжения. Выходное напряжение генератора 2 Пилообразного напряжения поступает на исследуемый двухполюсник В, включенный на входе операционного усилителя 4 с опорным резистором 5 в цепи отрицательной обратной св-язи. Выходное напряжение операционного усилителя 4 в течение одного из полупериодов опорного напряжения имеет вид ° , -f-t (,-e ,, - Поскольку скорости изменения пилообразного и экспоненциального напряжений на начальном участке равны, выходное напряжение операционного усилителя 4 при - - О определяется лишь его постоянной составляющей , которая измеряется и запоминается измерителем 7 напряжения. Выходное напряжение измерителя 7 напряженияi V -V о г 1 изм. н o o -oднoз начно определяетсяпараметром С исследуемого двухполюсника 3. Выходное напряжение гене ратора 2 пилообразного напряжения масштабируется масштабирующим преобразователем 6,. имеющим регулируемый коэффициент передачи %(,. Блок 8 вычитания осуществляет алгебраическое суммирование напряжений с выходов операционного усилителя 4, измерителя 7 напряжения и масштабирующего преобразователя 6. /V Vfivt J 4у„кр„с-у„1ср .L , --rt (-е). V.,..i,. Установка значения коэффициента тередачи масштабирующего преобразователя1с -. , мгГ R существляется цепочкой автоматичесого регулирования коэффициента ередачи, включающей в себя диффеенциатор 10 и первый измеритель 11 апряжения. Выходное напряжение диференциатора 10 V IcC т V kP Т -- . ..

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генератор пилообразного напряжения, подключенный к одному зажиму для подключения исследуемого двухполюсника, другой зажим соединен с входом операционного усилите- . ля с опорным резистором в цепи отрицательной обратной связи/выход которого соеДинен с входом первого измерителя напряжения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом генератора пилообразного напряжения, блок сравнения, оДин из входбв . которого соединен с выходом источника опорного напряжения, дифферен- : циатор и второй измеритель напряжения, отлич ающий с я тем, : что, с целью, повышения точности преобразования в него введены масштабирующий преобразователь, блок вычитания, два фазочувствительных вы прямителя и третий измеритель напряжения, причем управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения, выход генератора пилообразного напряжения через масштабируюйщй преобразователь соединен с другим входом блока с равнения и С; первым входом блока вычитания, второй вход последнего соединен с выходом операционного усилителя, а третий вход с вьжодом первогС измерителя напряжения, выход блока вычитания через дифференциатор соедйнен с входом второго измерителя напряжения и через третий измеритель напряжения с входом одного из фазочувстБительных выпрямителей, выW ход которого соединен с входом другого фазочувствительного выпрямителя и выходом преобразователя, выход второго измерителя напряжения сое§ динен с управляющим входом масштабирующего преобразователя, управляющие входы.фазочувствительных выпрямителей соединены с выходом блока сравнения, соединенного с 00 выходом преобразователя, выход 00 первого фазочувствительного измерителя напряжения и выход другого со фазочувствмтельного выпрямителя 00 4 соединены с выходом преобразова|геля.