Устройство для индикации и регистрации круговых диаграмм электрической проводимости Советский патент 1989 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к технике измерений динамических параметров электромеханических преобразователей с электрической стороны, например резонансных пьезоэлектрических, путем регистрации круговых диаграмм проводимости (аддмитанса).

Цель изобретения повышение точ ности и расширение динамического дна- .Q пазона регистрации круговых диаграмм.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема формирователя опорного напряжения

После окончания регистрации.круговой диаграммы нажимают кнопочный переключатель 27, устройство подготовлено к с.ледующему циклу.

В процессе регистрации круговой диаграммы выходной сигнал генератора 2 возбуждает преобразователь 1. Этот же сигнал после нормализации аттенюатором 3 и выделения основной частоты фильтром 5 поступает на вход усилителя 12 с переменным коэффициентом усиления и на вход формирователя 7 опорного напряжения. Сигнал, пропорциоУстройство (фиг. 1) содержит иссле-4 нальный току преобразователя 1, с со20

25

30

35

дуем{ 1й преобразователь 1, генератор 2, аттенюаторы 3 и 4, фильтры 5 и 6 основной частоты, формирователь 7 опорного напряжения, фазовращатель 8, амплитудные ограничители 9 и 10, усилители 11 и 12 с переменным коэффициентом усиления (компрессоры), фазовые детекторы 13 и 14, двухкоординатный индикатор 15, генератор 16 частотных меток, амплитудный детектор 17 и усилитель 18 с дифференциальным входом.

Формирователь 7 опорного напряжения выполнен в виде амплитудного детектора 19, пиковых детекторов 20 и 21, фазоинтертора 22, сумматора 23, запоминающего элемента 24 и блока 25 управления сбросом напряжений. Блок 25 управления состоит из одновибрато- ра 26 и кнопочного переключателя 27 с самовозвратом,

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопочного переключателя 27 оператором устройство подготавливается к работе, в резз льтате чего на.выходе элемента 24 напряжение обнуляется. Затем вручную (оператором) или автоматически в зависимости от конструкции генератора 2 перестраивается его частота в окрестности ре зонанса преобразователя 1. При этом на выходе блока 7 формирователя формируется опорное напряжение, пропорциональное среднему уровню выходного напряжения генератора 2 в частотном диапазоне перестройки, которое запо -минается.

Затем оператор включает двухкоординатный индикатор 15 (перо самописца) и повторяет перестройку частоты генератора 2 в том же диапазоне частот, 55 в результате чего на двухкоординатном индикаторе 15 ос тцествляется запись круговой диаграммы преобразователя 1.

40

45

.- 50

ответствующего выхода поступает через аттенюатор 4 и фильтр 6 на вход второго усилителя 11 с переменным коэффициентом деления j идентичного усилителю 12. Выходное напряжение формирователя 7 опорного напряжения поступает на первый вход дифференциального усилителя 18, на второй вход которого --.- через детектор 17 поступает сигнал с выхода усилителл 12с переменнЕ 1м коэффициентом деления. Выходное напряжение з силителя 18 поступает на входы управляющие усилителей 11 и 12 с переменными коэффициентами деления. По- .скольку усилитель 12 оказывается замкнутым петлей обратной связи, его коэффициент усиления и, соответственно, коэффициент усиления усилителя 11 изменяются обратно пропорционально изменению выходного напряжения генератора 2, что позволяет скомпенсировать изменение регистрируемой диаграммы, обусловленной изменением выходного напряжения генератора 2, За счет этого повьшается точность регистрации круговых диаграмм преобразователей. Поскольку опорное напряжение в формирователе 7 формируется близким к среднему уровню выходного напряжения генератора 2, исключается возможность ограничения сигнала в усилителях 11 и 12 с переменными коэффициентами усиления при увеличении динамического диапазона изменения проводимости преобразователя от ее минимального значения до максимума, что позволяет регистрировать круговые диаграммы преобразователей с большой добротностью,

С выхода усилителя 11 сигнал, пропорциональный модулю полной проводимости преобразователя, поступает на первы е входы фазовых детекторов 13 и 14 соответственно активной и реак.Q

21234

После окончания регистрации.круговой диаграммы нажимают кнопочный переключатель 27, устройство подготовлено к с.ледующему циклу.

В процессе регистрации круговой диаграммы выходной сигнал генератора 2 возбуждает преобразователь 1. Этот же сигнал после нормализации аттенюатором 3 и выделения основной частоты фильтром 5 поступает на вход усилителя 12 с переменным коэффициентом усиления и на вход формирователя 7 опорного напряжения. Сигнал, пропорцио20

25

30

35

,

) 55

40

45

50

ответствующего выхода поступает через аттенюатор 4 и фильтр 6 на вход второго усилителя 11 с переменным коэффициентом деления j идентичного усилителю 12. Выходное напряжение формирователя 7 опорного напряжения поступает на первый вход дифференциального усилителя 18, на второй вход которого --.- через детектор 17 поступает сигнал с выхода усилителл 12с переменнЕ 1м коэффициентом деления. Выходное напряжение з силителя 18 поступает на входы управляющие усилителей 11 и 12 с переменными коэффициентами деления. По- .скольку усилитель 12 оказывается замкнутым петлей обратной связи, его коэффициент усиления и, соответственно, коэффициент усиления усилителя 11 изменяются обратно пропорционально изменению выходного напряжения генератора 2, что позволяет скомпенсировать изменение регистрируемой диаграммы, обусловленной изменением выходного напряжения генератора 2, За счет этого повьшается точность регистрации круговых диаграмм преобразователей. Поскольку опорное напряжение в формирователе 7 формируется близким к среднему уровню выходного напряжения генератора 2, исключается возможность ограничения сигнала в усилителях 11 и 12 с переменными коэффициентами усиления при увеличении динамического диапазона изменения проводимости преобразователя от ее минимального значения до максимума, что позволяет регистрировать круговые диаграммы преобразователей с большой добротностью,

С выхода усилителя 11 сигнал, пропорциональный модулю полной проводимости преобразователя, поступает на первы е входы фазовых детекторов 13 и 14 соответственно активной и реактивной составляющих проводимости преобразователя 1. Для формирования опорного сигнала, поступающего на вторые входы фазовых детекторов 13 и 14, вы-, ходной сигнал усилителя 12 ограничивается по амплитуде ограничителем 9, сдвигается по фазе на 90 фазовращателем 8, затем подвергается ограничению

вый компрессор, первый фазовый детектор и индикатор, генератор с перестраиваемой частотой, выход которого соединен с последовательно соединенными вторым аттенюатором, вторым фильтром основной частоты, а также второй фазовый детектор, подключенньй к второму входу индикатора, третий

по амплитуде ограничителем 10 во избе- п вход которого через генератор частотных меток соединен с выходом первого амплитудного ограничителя и вторым входом первого фазового детектора, второй вход второго фазового детекто- J5 Р через второй амплитудный ограничитель соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с входом первого амплитудного ограничителя, отличающееся тем, что, с целью

жание перегрузок трактов фазовых детекторов. На второй вход фазового детектора 13 и на вход формирователя 16 частотных меток сигнал поступает с выхода ограничителя 10, а на второй вход фазового детектора 14 поступает сигнал с выхода амплитудного ограничителя 10, что и обеспечивает формирование квадратурных составляющих.электрической проводимости преобразователя. 20 точности и расширения дина- Напряжения с выходов фазовых детек- мического диапазона, в него введены торов 13 и 14 и импульсы частотных формирователь опорного напряжения и меток с выхода формирователя 16 час- последовательно соединенные с ним тотных меток поступают на соответст- дифференциальный усилитель, второй вующие входы индикатора 15. 25 компрессор и амплитудный детектор,

выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, -: выход последнего - к второму входу первого компрессора, а вход второго .JQ компрессора и вход формирователя опорного напряжения соединены с выходом второго фильтра основной частоты.

Формула изобретения

Устройство для индикации и регистрации круговых диаграмм электрической проводимости, содержащее последовательно соединенные первый аттенюатор, первый фильтр основной частоты, пер123

вый компрессор, первый фазовый детектор и индикатор, генератор с перестраиваемой частотой, выход которого соединен с последовательно соединенными вторым аттенюатором, вторым фильтром основной частоты, а также второй фазовый детектор, подключенньй к второму входу индикатора, третий

вход которого через генератор частотных меток соединен с выходом первого амплитудного ограничителя и вторым входом первого фазового детектора, второй вход второго фазового детекто- Р через второй амплитудный ограничитель соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с входом первого амплитудного ограничителя, отличающееся тем, что, с целью

точности и расширения дина- мического диапазона, в него введены формирователь опорного напряжения и последовательно соединенные с ним дифференциальный усилитель, второй компрессор и амплитудный детектор,

Изобретение относится к технике измерений динамических параметров электромеханических преобразователей, например, резонансных пьезоэлектрических преобразователей, путем регистрации круговых диаграмм проводимости. Целью изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона регистрации круговых диаграмм. Устройство содержит исследуемый преобразователь 1, генератор 2, аттенюаторы 3 и 4, фильтры 5 и 6 основной частоты, формирователь 7 опорного напряжения, фазовращатель 8, амплитудные ограничители 9 и 10, усилители 11 и 12 с переменным коэффициентом усиления (компрессоры), фазовые детекторы 13 и 14, двухкоординатный индикатор 15, генератор 16 частотных меток, амплитудный детектор 17 и усилитель 18 с дифференциальным входом. Поставленная цель достигается в результате введения в устройство формирователя опорного напряжения и последовательно соединенных с ним дифференциального усилителя, второго компрессора и амплитудного детектора. 2 ил.