Преобразователь параметров сложных электрических цепей в частоту Советский патент 1989 года по МПК G01R27/26 

(21)4336587/24-21

(22)30.09.87

(46) 15.11.89. Бюл. № 42

(71)Пензенский политехнический институт

(72)Ю.М.Крысий, Е.А.Ломтев, Ю.И.Петров и В.Т.Путилов

(53)621.317.33(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 425128, кл. G 01 R 27/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 411631, кл. Н 03 М 1/50, 1971.

(54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРМЕСКНХ ЦЕПЕЙ В ЧАСТОТУ

(57)Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров трехэлементных параллельных RLC-цепей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит основной канал, состоящий из усилителя 4, дифференциатора 8, интегратора 10, вычитающего усилителя 12, усилителя-ограничителя 14 и интегратора 16, и до-- полнительный канал, содержащий усилитель 5, дифференциатор 9, интегратор 11, вычитающий усилитель 13, усилитель-ограничитель 15 и интегратор 17, причем общий провод дополнительного канала изолирован от общего провода основного канала. Введение дополнительного канала с изолированным общим проводом позволило одновременно преобразовать параметры исследуемого двухполюсника в выходные .частоты основного и дополнительного информационных каналов. 2 ил.

с

(Л

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров трехэлементных параллельных RLC - цепей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит основной канал, состоящий из усилителя 4, дифференциатора 8, интегратора 10, вычитающего усилителя 12, усилителя-ограничителя 14 и интегратора 16, и дополнительный канал, содержащий усилитель 5, дифференциатор 9, интегратор 11, вычитающий усилитель 13, усилитель-ограничитель 15 и интегратор 17, причем общий провод дополнительного канала изолирован от общего провода основного канала. Введение дополнительного канала с изолированным общим проводом позволило одновременно преобразовать параметры исследуемого двухполюсника в выходные частоты основного и дополнительного информационных каналов. 2 ил.

и

F Ins-1 «

Г°1РД|Г

«nlLH el ii«jr

1

Физ.1

15

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении параметров параллельных R,fС хЬ;(-цепей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя путем одновременного преобразования параметров Ry и С; в частоту.

На фиг. 1 представлена функциональ- д ная схема преобразователя; на фиг,2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит основной гальванически развязанный источник 1 напряжения, дополнительный гальванически развязанный источник 2 напряжения, измеряемую цепь 3 (), основной усилитель 4 постоянного тока дополнительный усилитель 5 постояшю- го тока, опорный резистор 6

(RO), опорный конденсатор 7 (С), основной дифференциатор 8, дополнительный дифференциатор 9, первый основной интегратор 10, первый дополнительный интегратор 11, основное вы- 25 читающее устройство (ВУ) 12, дополнительное ВУ 13, основной дифференциальный усилитель-ограничитель (ДУО) 14, дополнительный ДУО 15, второй основной интегратор 16 и второй дополнительный интегратор 17.

При этом выход ДУО 14 через измеряемую цепь 3 соединен с входом усилителя 4, в отрицательную обратную связь которого включен резистор 6; выход последнего соединен с одним из входов ВУ 12 непосредственно, а с его вторым входом - через последовательно соединенные дифференциатор 8 и интегратор 10, выход ВУ 12 соединен с инверсным, входом ДУО 14, выход которого соединен с входом интегратора 16, а выход последнего соединен с неинвертирующим входом ДУО 14, при этом выход ДУО 15 через измеряемую цепь 3 соединен с входом усилителя 5, в отрицательную обратную связь которого включен конденсатор 7, его выход соединен с одним из входов ВУ 13 непосредственно, а с его вторым входом - через последовательно соединенные дифферен- -циатор 9 и интегратор 11, выход ВУ 13 соединен с инверсным входом ДУО 15, выход которого соединен с входом интегратора 17, а выход последнего соединен с неинвертирующим входом ДУО 15.

Преобразователь работает следующим образом.

30

35

40

45

55

2Q

В момент включения схемы с выхода ДУО 14 на инвертирующий вход усилителя 4 через преобразуемую ,-цепь подается постоянное напряжение +К . В цепь отрицательной обратной связи усилителя 4 включен опорный резистор 6 (RO) При этом из выходного напряжения усилителя

и, (t): -Е

01

()

Х -X

с помощью дифференциатора 8 и интегратора 10 формируется (при условии равенства постоянных времени дифференциатора и интегратора) напряжение

и

и(

.,(t)

01

RO t--, где RO сопротивле x

5

0

5

0

5

ние опорного резистора 6; L - преоб- . разуемая индуктивность. Разность зна- Q чений напряжений U ,(t)-U (,i(t)dE , образуемая с помощью ВУ 12, не зави- ; сит от времени и обратно пропорциональна значению сопротивления преобразуемого резистора:

R (ЕQ,const, Rx const). В,момент равенства значения ЛЕ, соответствующему значению линейно изменяющегося напряжения (практически при не-- котором превышении последним значения

ЛЕо,), формируемого из выходного напряжения ДУО 14 с помощью интегратора 16, выходное напряжение ДУО 14 скачком изменяет полярность (напряже- ние с выхода ВУ 12 подается на инвертирующий вход ДУО 14, а напряжение с выхода интегратора 16 - на его неинвертирующий вход) . После такого переключения на инвертирующий вход

RO

ДУО 14 подается напряжение , а

на неинвертирующий - напряжение

+ЕД, (Jy-j постоянная времени И1

тегратора 16).

В момент повторной смены знака разности значений входных напряжений ДУО 14 выходное напряжение Е последнего снова скачком изменяет полярность и т.д.

Частота импульсов на выходе преобразователя.

... R

R

Одновременно (в момент включения схемы) с выхода усилителя 5 на интегрирующий вход ДУО 15 через преобразуемую (L -Henb 3 подается постоянное напряжение +Е д.. В цепь отрицательной обратной связи усилителя 5

включен опорный конденсатор 7 (С) . При этом из выходного напряжения усилителя

и,()«-Е„,(§ сГ20:

с помощью дифференциатора 9 и интегратора 11 формируется (при условии равенства постоянных времени диффе- ренциатора и интегратора) напряжение

u,i(a,(t)- .1 ;с;- Е 2ь;с;Разность значений напряжений

U(t)-U,,,,/3E,,,

образуемая с помощью ВУ 13, не зависит от времени и прямо пропорциональна значению емкости концентратора С(Ер -const, CQ const).

В момент равенства значения Е;, соответствующему значению линейно изменяющегося напряжения (практически при некотором првьшении последним значения 3 EQ) , формируемого из выходного напряжения ДУО 15 с по- мощью интегратора 17, выходное напряжение ДУО 15 скачком изменяет полярность (напряжение с выхода ВУ 13 подается на инвертирующий вход ДУО 15, а напряжение -с выхода интегратора 17 неинвертирующий вход).

После такого переключения на инвертирующий вход ДУО 15 подается наС X

пряжение +Е --, а на неинвертирую020

щий - напряжение ( по1-1

42

стоянная времени интегратора 17).

В момент повторной смены знака раз ности значений входных напряжений ДУО 15 выходное напряжение Е .j последнего снова скачком изменяет полярность и т.д.,

Частота импульсов на выходе преобразователя С°

- 4C7V

Аналогично, введя третий информативный канал, опорную индуктивность (Ьд) и гальванически развязанный ис- .точник напряжения, можно одновременно ПОЛУЧИТЬ f, кЬ.,/4Ь„ С..

L л о

5

JQ

20 5 о

5

. О

5

Формула изобретения

Преобразователь параметров сложных электрических цепей в частоту, содер жащий первый канал преобразования первого параметра в частоту с гальванически развязанным источником напряжения, причем первый канал включает в себя усилитель постоянного тока, в отрицательную обратную связь которого включен опорньй резистор, дифференциатор, первый интегратор, вычитающий блок, дифференциальный усилитель-огра- ничи,тель, .второй интегратор, причем выход усилителя постоянного тока соединен с первы1-1 входом вычитающего блока непосредственно, а с его вторым входом - через последовательно соеди- ненные дифференциатор и первый интегратор, выход вьмитающего блока соединен с инверсньи входом дифференци-- ального усилителя-ограничителя, выход, которого соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя, вход второго интегратора соединен с первой выходной клеммой первого канала преобразования и через измерительную цепь с входом усилителя постоянного тока, вторая выходная клеьма первого канала преобразования соединена с изолирован- ньи общим проводом этого канала, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного преобразования двух параметров в частоту, в него введен второй канал преобразования второго параметра в частоту, общий провод которого изолирован от общего провода первого канала преобра- зования первого параметра в частоту, входы первого и второго каналов преобразования соединены между собой выходом второго канала преобразования являются клеммы, одна из которых соединена с выходами обоих каналов, а другая - с изолированным общим проводом второго канала преобразования.