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

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано для измерения активной и реактивной составляюп(их импеданса двухполюсников и является усовершен- ствованием изобретения ло авт. св. № 819749.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, достига емьш путем раздельного измерения ак- тивной и реактивной составляющих импеданса исследуемого двухполюсника.

На чертеже представлена схема преобразователя,

Преобразователь содержит перестра иваемый генератор 1 синусоидального напряжения, операционный усилитель 2 блок 3 вычитания, образцовый резистор 4, исследуемый двухполюсник 5, представленный параллельной схемой замещения (С , G) , включенный между инвертирующим входом усилителя 2 и общей шиной, блоки 6 и 7 д(1пения, фазометр 8 и преобразовател1: - 9 частота - напряжение. При этом выход ге- нератора 1 соединен с неинвертирующим входом усилителя 2, входом преобразователя 9, частота-напряжение, пepDЬt rи входами блока 3 вычитания и фазометра 8, а также с .входом зна- менателя первого-блока 6 деления, вход чис;пгтеля которого объединен с вторым входом фазометра 8 и подключен к выходу блока 3 вычитания, второй вход которого соединен с выхо дом усилителя 2, в цепь обратной связи которого включен образцовый ре- зис тор 4, Выход преобразователя 9 частота-напряжение соедине с входом знаменателя второго блока 7 деления, вход числителя которого соединен с вьпсодом первого блока деления, являющегося первым выходом преобразователя (выходом активной составляющей) а выход второго блока деления явля- ется вторым выходом преобразователя (выходом реактивной составляющей).

Преобразователь работает следующи образом.

С выхода генератора 1 на неинвер- тирующий вход операционного усилителя 2 и на первый вход блока 3 вычитания подается синусоидальное напряжение и, а с выхода операционного усилителя 2 .- напряжение

IJj и + U RCjoJC + G) (1) На выходе блока вычитания форми- комплексное напряжение

и,,, (Uj - и, )Kj

U K lKjwC, + G ) (2) где К - коэффициент передачи блока

вычитания;

W - циклическая частота, С величина емкости двухполюсника;

G - величина проводимости двухполюсника;

R - величина сопротивления образцового резистора 4. Согласно выражению (2) модуль и аргумент комплексного коэффициента передачи Kj определяется следующим образом.

к.

|u,l

KgRA G + ((3)

lit Cv

4 arctp,--- x

w

или LdC

где - фазовый сдвиг ми и и ,

Подставляя значение выражв ние (3) , получим

1К,

тб:г . (6)

Изменяя частоту выходного сигнала генератора 1 с помоп(ью фазометра 8,- устанавливается фазовый сдвиг между напряжениями Ц и Uj , равный Ч ° , при котором производят отсчет частоты генаратора 1 . При таком условии выражение (6) принимает вид

V - -i-L - Г) V Т)Г

: jU( . 1

(7)

откуда следует, что активная составляющая проводимости импеданса измеряемого двухполюсника

г -

WJ

(8)

где К постоянная величина 2 RKg

Из выражения (8) следует, что активная составляющая импеданса (Gjj И С ) определяется отношением a mлитyд. выходно.го сигнала U, блока 3

J

вычитания и выходного сигнала U, генератора 1, Так как напряжения Uj и подводятся к входам блока 6 деления, то переменная составляющая выходного напряжения блока 6 деления прямо пропорциональна активной сос- тавляющ.ей измеряемого импеданса (G, II С,)

1.-

и, К,

где K|v, коэффициент передачи блока 6 деления.

Из выражения (5) при 4 45 следует

Gt

G,

Г -i- --L- . ( , ц) lOj

Напряжение на выходе преобразователя 9 частота-налряжение следующее:

и° к.ч, (11)

где коэффициент преобразования преобразователя частота- напряжение.

Напряжение на выходе второго блока деления выражется как

.Г Д-

- V - -г Ы X

..

где К

(12) - коэффициент передачи блока 7 деления. Формула из. обретения

Преобразователь параметров конден саторов в напряжение по авт. св.

Редактор А.Козориз Заказ 4433

Составитель Н.Криное

Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

10

42850 . 4

№ 819749, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, достигаемой раздельным измерением активной и ре- 5 активной составляющих импеданса, в него введены два блока деления, преобразователь частора-напряжение и фазометр, причем выход первого блока деления соединен с входом числителя второго блока деления и является первым выходом преобразователя, вторым выходом которого является выход второго блока деления, а вход преобразователя частота-напряжение соединен с выходом генератора синусоидальных сигналов, выход - с входом знаменателя второго блока деления, при этом вход знаменателя первого блока деления объединен с первым входом фазо- метр.а и подключен к выходу генератора синусоидальньпс сигналов, а второй вход фазометра объединен с входом числителя первого блока деления и подключен к выходу блока вычитания.

15

20

Изобретение может быть использовано для измерения активной и реактив-, ной составляющих импеданса двухполюсников и является дополнительным к авт. св. № 8)9749. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя. Он содержит перестраиваемый г-енератор 1 синусоидального напряжения, операционный усилитель 2, блок 3 вычитания, образцовый резистор 4 и исследуемьй двухполюсник. Введение блоков 6 и 7 деления, фазометра 8, преобразователя 9 частота-напряжение позволяет раздельно измерять активную и реактивную составляющие импеданса исследуемого двухполюсника. 1 ил. (Л Ife -c, ГЧ)