Способ преобразования параметров трехэлементных двухполюсников Советский патент 1991 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к контрольно-из- Вх,у ,-, мерительной технике, а именно к измерениюВх У р° Р0 параметров трехэлементных двухполюсников, и может быть использовано при по-в то же время строении преобразователей параметров5 трехэлементных двухполюсников.Вх у Pi -f (jw )nm Ра 1 + (jw ) Sn РЗ ,

Целью изобретения является расшире-,.ч

ние области применения способа.n n n

1П где PL 2, Рз - искомые частотонезависи„ смые параметры двухполюсника (R, 1/R, С.

Способ основан на том, что в процессе1/г I 1MV

выполнения операций искусственно вое- . .

n - коэффициент, отражающий паралстанавливаются реально существующие в, Тч / i

г 7- 7 1лельное ) или последовательное ()

двухполюснике соотношения между напря-соединение двухэлементной части трехэлежениями и токами, текущими через элементы15 ме„ТНого двухполюсника;

двухполюсника, независимо от вида схемы коэУффициенТ| характеризующий

соединения элементов двухполюсника и., Т Г/ «Г

с ,емкостный () или индуктивный ()харежима преобразования (режим заданно-пяктео Рг

го тока или режим заданного напряжения).S- коэффициент, характеризующий ем- В процессе преобразования параметров20 костный (Д 1дуктивРный g.{) и актив- трехэлементного двухполюсника форми-() характер параметра РЗ; руются активные величины, одна Авх,у из«-текущая частота, которых прямо пропорциональна комплексному сопротивлению или комплексной про-с учетом вьфажения (4) соотношение (3) водимости Вх.у: имеет вид

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Цель изобретения - расширение области применения способа, Разделение двух функционально связанных активных величин на две независимые активные, величины позволяет значительно расширить функциональные возможности способа за счет разложения на составляющие одной активной величины относительно другой при изменении частоты питающего напряжения. На преобразуемый двухполюсник 3 подается напряжение источника 1 питания, к выходу которого подключена схема замещения на усилителе 2 и образцовом элементе 4. Сумматор 5 суммирует сигнал усилителя 2 и делителя 6 напряжения, управляемого через детектор 7 огибающей с выхода квадратурного фазо- чувствительногй выпрямителя 8. Его сигнал, так же как и сигнал синфазного фазочувстви- тельного детектора 9, обрабатывается измерителями 10 и 11 отношения напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ш ядет

АВх..у,(1)

где АО - активная величина источника питаАвх,у Ар0 X

, аг.„,0г,аЯсСу,м-,этг,,,.«,е,-f, ,nm - - , , , - Sn p

ния, а другая Ар0 прямо пропорциональна JU х - 7-LJriJ-. ш )LA

о

параметру образцового элемента P0/Ro;(J) P t/R0;Co;l/C0;Lo; 1/U:

Ap0 AoPo. (2)Результирующая активная величина,

35равная разности Авх,у и Ар, Ap0Ki ( регулируемая активная величина, совпадаюПодставив уравнение (2) в выражение(1)щая по фазе с Ар0 и изменяемая по амплитуде;

АО, получают соотношение, связывающееKi - коэффициент передачи управляемого

Авх,у и АРО;делителя), равна ACi Авх.у - Ap0Ki :

L,-Ao Pl+(Jft)(j)SnP3-(jft) SnPoKl I го. c

()

A Ac(j).

АРО A

1 - f r .. ч 1 . f .-

-Sn

о

Pl+(ju)nmP2} 1+(jW)Sn()

Активная составляющая Ар0 относитель- но при имеет вид

Re AS, APO - Р(Рз-Р.К.)Р,(Рз-РоК . 1 +P,(P3-PoKi)l (Р3-Р,к

Авх,у Ар0 X

о

.

-Sn

о

а ее производная по частоте

d(ReAЈi Аро)

дш

± nm ш

X

I 1 + Pi ( Рз - PoKi) f - nm a)2nm P2 2 ( РЗ - PoKi )2 ,. (P3-PoKi)Pi+(P3-PoKi)Pi2Tnmaj2nmP22(P3-PoKi) |

+ Р1(Рз-РоК1)2; ПГЛО 2птР22(Рз-РоК1)2}гJ

равна нулю при Рз-РоК-| 0. Откуда

К1 Рз/Ро.

С учетом Ki

Ap0 AЈiP0 Pi +(jw)nmP2 и выходные величины имеют вид

Re Ар0 ДЦ

PiP0;

Ар0 Ро

Р2 1 + Р2 ( Рз - PoKi ) 3 ± nm со

2пт

Pl2,()

1 + Р2 ( Рз - PoKi )2 ± nm со 2nm Pi 2 (Рз - PoKi )2

а выходные величины, полученные гично, описываются выражениями

Re Ad АР0 ..

-AS- РоР2

rm/MiAP°(J)nmPoPi:

j

API Рз

i P0Pi - К2 - ( Рз - PoKi ) PiK2 + (j ft) )nm P0P2 - ( Рз - PoKi ) P2K2

1 +(P3-KiP0)Pi +(jw)nm(P3-KiPo)P2

В состоянии квазиравновесияReAЈiAЈ.

K2

PoPi 1 - KiP0 ) Pi +0)2nm P2 2P0 ( Рз - KiP0 ) 1 + ( P3 - KiP0 ) Pi 2 P2 2 ( Рз - KiP0 )2

и не зависит от частоты, т.е. йК2/д(У 0 при Рз-РоК1 0. Откуда К1 Рз/Р0, a to с учетом Ki равно . Подставив Ki и К2 в

, получают АЈ2 (j co)nm P0P2 , а выходные величины имеют вид

fe-oP, .

2nm - 10„ 2

Р2 Ј(РЗ -РоК1 ) X

15

fmA41iAP°(jo)nmP2Po: Рз/Ро.

20

При активная составляющая Ар,., относительно имеет вид

2пт

Pl2,()

30

В том случае, когда Ар0 раскладывают на составляющие посредством вычитания из Ар0 второй регулируемой величины

Ap2 AЈiK2,

где К2 - коэффициент передачи второго управляемого делителя, вторая результирующая активная величина

.-A«.i К2. Подставив Ар0 и Ad, при получают

(jfl rPoP2J

API Рз

При функции преобразования искомых параметров, полученные аналогично, имеют вид

Ј- 7Ј7 0 ГРоР1:

Api Рз Ap0 Po

A

Если при изменении Ар2 устанавливаются min I I, то функции преобразования аналогичны, так как

(jw)nmP0P2,

и полученное ранее является к инимальным. На чертехе приведена функциональная схема преоГфазозз геля,реализующего способ.

Напряжение с выхода источника 1 питания подается sa вход усилителя 2, цепь отрицательной обратной связи коте того сости/, i из преобразуемого ДБухполк „ника 3 и образцового элемента 4, при том в зависимости oi схемы замещения г.оеобрэ- зуемо. о двухполюсника выходное на пяже- ние усилителя прямо пропорционально Вх,у или Ро, а выходное напряжение иоточнм а 1 питаний прямо пропорционально Ро л зч Зх,у. Это папр (жен ле поступаетнь входсу.--- ыа гора 5, на другой вход которого .сдается напряжение с выхода управляемого делителя 6 напряжения. Коэффициент передачи управляемого дел/i геля напряжения изменяется выходным напряжением амплитудного детектора 7 огибающей до тех пор, пока выходное напряжение фазочувстви- тельного индикатора у выпрямителя 8 не будет зависеть от частоты источника 1 питания. В момент квазиравновесия выходное напряжение управляемого делителя 6 напряжения пропорционально Рз, а отношение активной составляющей выходного напряжения источника 1 питания относительно выходного напряжения сумматора, выделяемых квадратурным 8 л синфазным 9 фазочувствительными выпрямителями, к выходному напряжению сумматора, выпол- няемые измерителями 10 и 11 отношения напряжений, пропорцинальны параметрам Pi и Р2. Функции преобразования для каждой конкретной схемы соединения элементов двухполюсника можно получить, подставив в выражения для выходных величии, полученных ранее, значения параметров P-I, Ра, Рз, Ро и коэффициентов n, m, S.

Формула изобретения

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающий- с я тем, что регулируют амплитуду второй активной величины до момента, когда значение отношения активной и реактивной составляющих второй активной величины принимает минимальное значение.