Преобразователь добротности в напряжение Советский патент 1986 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и мьжет быть использовано для создания точных преобразователей параметров комплексных сопротивлений, в частности преобразователей добротности катушки индуктивности и конденсатора в переменное напряжение.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На чертеже показана схема предлагаемого пр еобразователя.

Преоб зазователь содержит две параллельные ветви 1 и 2, источник 3 переменного напряжения, фазочув- ствительный детектор 4, образцовые элементы 5 и 6, объект 7 измерения, регулируемый элемент 8 и операционные усилители 9 и 10,

Выход источника 3 переменного напряжения соединен с неинвертируто- щим входом второго операционного усилителя 10 и опорным входом фазо- чувствительного детектора 4. Инвер тирующий вход операционного усилителя 10 соединен с точкой соединения второго образцового 6 и регулируемого 8 элементов и неинвертирующим входом первого операционного усилителя 9, Выход второго операционного усилителя 10 соединен с точкой соединения первого 5 и второго 6 образцовых элементов. Второй вьшо регулируемого элемента 8 заземлен. Первый образцовый элемент 5 соедине вторым своим выводом с выводом объекта 7 измерения и инвертирующим входом первого операционного усилителя. Второй вывод объекта 7 измерения соединен с выходом первого 9 операционного усилителя и сигнальны входом фазочувствительного детектора, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого эле мента 8,

Преобразователь добротности в напряжение работает следующш об- . разом.

Напряжение на вькоде операционного усилителя 10

U,U,

RjjjRi «э

tl)

где Hj, Кц - сопротивление элементов 8 и 6;

V/, - напряжение на выходе источника 3.

2050702

Напряжение U, приложено к общей точке образцовых элементов 5 и 6, поэтому напряжение Of, на выходе операционного усилителя 9 определя- S ется из услови-я

. х

R. 7stR,

-UbRt

R,

.и,, (г)

где R,l - сопротивление элемента 5 и объекта 7 соответственно .

Таким образом, выражение для напряжения неравновесия преобразователя принимает вид

., гхйц-К,К - РАя

(5)

Напряжение неравновесия Uj подает ся на вход фазочувствительного детектора 4, на опорный вход которого поступает напряжение источника питания. Выходное напряжение детектора 4 представляет собой напряжение

постоянного тока, пропорциональное составляющей выходного напряжения усилителя 9, синфазной с Uj , Оно , управляет величиной сопротивления регулируемого элемента 8, тем самым приводит преобразователь к состоянию полуравновесия.

В качестве регулируемого элемента В (управляемого резистора) наиболее целесообразно в предлагаемом устройстве использовать оптрон типа или АОР104А,

При индуктивном объекте измерения, комплексное сопротивление которого равно Z. Ju;oi ,вьфажение для напрязкения неравновесия имеет

вид , .

и«-- и.(JiJbK RK)Pi.-i,P-3.

R,, R,

СМ)

где t, 5 р,,

индуктивность и активное сопротивление объекта измерения по последовательной двухэлементной схеме эа- мещения

uJ круговая частота питающего преобразователь напряжения, Устанавливая с помощью фазочув- ствительного детектора состояние полуравновесия преобразователя {К,К|,) за счет управления величины RJ, на выходе усилителя 9

получаем напряжение Ujo прямо пропорциональное преобразуемой доброт tjJLx ности С х п катушки индуктивности,

lUfto. Ju) U (J) RK

Из условия полуравновесия преобразователя R,.- следует линейная зависимость величинами

Таким образом, предлагаемый преобразователь в отличие от прототипа обеспечивает точное преобразование двух параметров комплексного сопротивлеАия.

Величину Р, можно определить и по напряжению постоянного тока с выхода фазочувствительного детектора, оно пропорционально измеряемому активному сопротивлению.

При емкостном объекте измерения напряжение на выходе усилителя 9

(, ц (VJu3Cx- Rx)Rt.-R,R:

ft 9rt гч

R,R,

16)

где Сх, RX емкость и сопротивление объекта измерения по последовательной двухэлементной схеме замещения,

Устанавливая равенство получаем напряжение Ugj, , линейно зависящее от преобразуемой доброт1

конденсатора, т.е.

ности Q :

uJCyR, 1

JuJc.R

или ,

и,

(7)

Таким образом, при емкостном объекте измерения также

Редактор А.Лежнина

Составитель В. Техред С .Мигунова

Заказ 8523/47 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

205070

обеспечивается параметров.

определение двух

,

0

15

20

25

30

40

Формула изобретения

Преобразователь добротности в напряжение, содержащий источник переменного напряжения, дяе парал- лельные ветви, первая из которых образована первым образцовым элементом, последовательно соединенным с объектом измерения, и первым операционным усилителем, инвертирующий вход которого соединен с общим выводом первого образцового элемента и объекта измерения, выход- с вторым вьгаодом объекта измерения, вторая ветвь образована вторым образцовьй элементом, последовательно соединенным с регулируемым элементом, общий вывод которого соединен с неинвертиругощим входом первого операционного усилителя, другой вывод регулируемого элемента заземлен, отличающийся тем, что, с целью повыгаения точности преобразования,в него введены фазочувствитальный детектор и второй операционный уснлитель, инвертирующий вход которого соединен с общим вьшодом второго образцового и регулируемого элементов, неинверти- РУЮПУ1Й вход - с выходом источника переменного напряжения, а выход - с 3J общим выводом первого и второго образцовых элементов ветвей, второй вькод источника переменного напряжения заземлен, опорный вход фазочувствительного детектора соединен с выходом источника переменного напряжения, сигнальный вход - с выходом первого операционного усилителя, а выход - с управлякицим входом регулируемого элемента.

Корректор Г.Решетник Подписное

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания точных преобразователей параметров комплексных сопротивлений, в частности преобразователей добротности катушки индуктивности и конденсатора в переменное напряжение. Целью изобрете- ния является повышение точности преобразования. Это достигается введением в преобразователь добротности в напряжение фазочувствнтельного детектора и второго операционного усилителя. Преобразователь содержит две параллельные ветви 1 и 2, источник 3 напряжения, фазочувстви- тельный детектор 4, образцовые злементы 5 и 6, объект 7 измё)вння регулируемый элемент 8 и операционные усилители 9 и 10, В качестве регулируемого элементА 8 -г управляемого резистора - в даннсм преобразователе использован оптрон. t ил. с. -сЬ п N9 О сл о Nl