Устройство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал Советский патент 1984 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал. Известно устройство преобразования абсолютного изменения модуля KOMY плексного сопротивления в активный сигнал, содержащее источник гармонического сигнала, один из выходных за жимов которого соединен с одной из обкладок первого конденсатора, а вто рой - с общей шиной и одной из обкла док второго конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена к выход ному зажиму устройства и к первому зажиму первого образцового резистора второй зажим которого подключен к второй обкладке первого конденсатора к одной из обкладок третьег.о конденсатора и к одной из вершин первой диагонали кольцевого диодного моста, вторая вершина которой соединена с второй обкладкой третьего конденсато ра и через второй образцовый резисто с общей шиной, соединенной с первым зажимом для подключения измеряемого комплексного сопротивления, второй и третий зажимы для подключения изме ряемого комплексного сопротивления подсоединены соответственно к первой и второй вершинам второй диагонали кольцевого диодного моста Недостатком этого устройства явля ется узкий динамический диапазон преобразования, ограниченный прямым падением напряжения на открытых диодах, а также низкая точность, обусло ленная влиянием помех от выходного согласующего устройства на чувствительный злемент измеряемой ветви через гальваническую связь.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопро-, тивления в активный сигнал, содержа-; щее источник гармонического сигнала, первьй и второй выходные зажимы которого соединены соответственно с катодами первого и второго диодов и через первый и второй конденсатор к первому и второму выходным зажимам устройства и к анодам третьего и четвертого диодов, катоды которых подключены соответственно к анодам первого и второго диодов и к началу и концу первичной обмотки трансформатоЦелью изобретения является увеличение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал, содержащее исРочник гармонического сигнала, один из выходных зажимов которого соединен с общей шиной и с первыми обкладками первого и второго конденсаторов, другие обкладки которых подключены соответственно к катодам первого и второго диодов и к первым и вторым выходным зажимам устройства, трансформатор, начала первичной и вторичной обмоток которора, конец вторичной обмотки которого подключен к общей шине, а начало к аноду пятого, к катоду шестого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми выводами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей шиной 2. Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования, обусловленная влиянием помех от цепей питания измерительной ветви на выходные согласующие устройства, вследствие влияния гальванической связи зажимов устройства с цепями питания измерительной ветви. Например, наличие гальванической связи приводит к тому, что появление постороннего напряжения на выходных зажимах при подключении к ним различных усилительньк или измерительных устройств пр1 водит к возникновению паразитного тока подмагничивания. в случае настройки индуктивных преобразователей недокомпенсации. Паразитный ток, протекая по катушке индуктивности, вызывает появление электромагнитного поля, которое, взаимодействуя с инерционной массой акселерометра, вызывает ее смещение, т.е. приводит к разбалансу индуктивностей дифференциального преобразователя недокомпенсации. Таким образом, смещениеинерционной массы акселерометра, вызванное наличием паразитного напряжения на выходе устройства, не позволяет проводить с требуемой точностью первоначальную настройку индуктивностей дифференциального преобразователя недокомпенсации. го подсоединены к общей шине, а конец вторичной обмотки - к аноду треть его и катоду четвертого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми выводами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей шиной, (Введен второй трансформатор, причем второй вькодной зажим источника гармо нического сигнала соединен с концом первичной обмотки второго трансформатора, начала которой подключено к кон цу первичной обмотки первого трансфер матсфа через кабель, оплетка которого соединена с общей шиной, аноды первого и второго диодов подключены соответственно к началу первой и концу второй вторичных обмоток второго трансформатора, конец первой и начало второй вторичных обмоток которого подсоединены к общей шине. На чертея е приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник 1 гармонического сигнала с выходными зажимами 2 и 3, второй трансформатор А с обмотками - первичной 5 и вторичными 6 и 7, диоды 8 и 9, конденсаторы 10 и 11, жила 12 кkбeля, оплетка 13 кабеля, первый трансформатор 14 с обмотками - первичной 15 и вторичной 16, диоды 17 и 18, образцовые резисторы 19 и 20, конденсаторы 21 и 22 емкостного дифференциального датчика, общая шина 23, выходные зажимы 24 и 25, при этом зг1жим 2 источника 1 гармонического сигнала через последовательно соединенные обмотку 5 трансфор матора 4, жилу 12 кабеля, оплетка которого подключена к общей шине 23 обмотку 15 трансформатора 14, подключен к общей шине,23 устройства, а зажим 3 источника 1 подключен к общей шине 23. непосредственно. Конец обмотки 6 и начало обмотки 7 трансформатора 4 подключены к общей шине 23, а соответственно начало обмотки 6 и конец обмотки 7 - к анодам первого 8 и второго 9 диодов, катоды которых соединены с первыми выводами конденсаторов 10 и 11 и выходными зажимами 24 и 25 устройства, причем вторые вьгеоды конденсаторов 10 и 11 подключены к общей шине 23. Начало обмотки 16 трансформатора 14 подключено к общей шине 23, а конец - к аноду диода 17 и катоду диода 18, при этом катод диода 17 подключен к первым вьгоодам образцового резистора 19 и конденсатора 21 емкосткого дифференциального датчика, вторые выводы которых соединены с общей щиной 23, а анод диода 18 подключен к первым вьгеодам второго образцового резистора 20 и конденсатора 22 емкостного дифференциального датчика, вторые выводы которых соединены с дбщей шиной 23. Устройство работает следующим об-, разом. Предположим, что в положительную половину периода ток течет по цепи: зажим 2 источника 1 гармонического сигнала, первичная обмотка 5 трансформатора 4, жила 12 кабеля, первичная обмотка 15 трансформатора 14, общая шина 23, зажим 3 генератора 1, а также по цепи: конец обмотки 16 трансформатора 14, диод 17, конденсатор 21, общая шина 23, начало обмотки 16 трансформатора 14, кроме того, ток течет по цепи: начало обмотки 6 трансформатора 4, диод 8, конденсатор 10, общая шина 23, конец обмотки 6 трансформатора 4. В отрицательную половину периода ток течет по цепи: зажим 3 генератора 1, общая шина 23, обмотка 15 трансформатора 14, жила 12 кабеля, обмотка 5 трансформатора 4, зажим 2 генератора 1, а также по цепи: начало обмотки 16 трансформатора 14, общая пшна 23, конденсатор 22, диод 18, конец обмотки 16 трансформатора 14, кроме того, ток течет по цепи: конец обмотки 7 трансформатора 4, диод 9, конденсатор 11, общая шина 23, начало обмотки 7 трансформатора 4. Конденсатор 21 разряжается в отрицательную половину периода через шунтирующий его образцовый резистор 19, а конденсатор 22 раз-, ряжается в положительную половину периода через образцовый резистор 20. Величины токов в цепи первичных обмоток 5 и 15 трансформаторов 4 и 14 соответственно в различные полупериоды напряжения питания пропорциональны величинам емкости конденсаторов 21 и 22. Изменение падения напряжения на зажимах обмотки 5 трансформатора А в различные полупериодь питающего напряжения вызывает изменение величин ЭДС на зажимах обмоток 6 и 7.

Очевидно, что разность потенциалов на обмотках конденсаторов 10 и 11, подключенных к выходН1 зажимам устройства, пропорциональна абсолютному изменению модуля комплексных сопротивлений емкостного дифференциального датчика, т.е. разности величин конденсаторов 21 и 22.

Применение предлагаемого устройства позволяет значительно расширить диапазон повысить точность преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АБСОЛЮТНОГО ИЗМЕНЕНИЯ МОДУЛЯ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В АКТИВНЫЙ СИГНАЛ, содержащее источник гармонического сигнала, один из выходных зажимов которого соединен с общей шиной и с первыми обкладками первого и второго конденсаторов, другие обкладки которых подключены соответственно к катодам первого и второго диодов и к первьм и вторым выходным зажимам устройства, трансформатор, начала рервичной и вторичной обмоток которого подсоединены к общей шине. а конец вторичной обмотки - к аноду третьего и катоду четвертого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми вьтаодами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей щиной, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности преобразования, в него введен второй трансформатор, причем второй выходной зажим источника гармонического сигнала соединен с концом первичной обмотки второго трансформатора, начало которой подключено к концу первичной (Л обмотки первого трансформатора через кабель, оплетка которого соединена с с общей щиной, аноды первого и второг го диодов подключены соответственно к к началу первой и концу второй вторичных обмоток второго трансформатора, конец первой и начало второй вторичсо ел ных обмоток которого подсоединены к общей шине. со 00