БИБ/и-Ю-ЕКА Советский патент 1973 года по МПК H03M1/60 G01R23/00 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для работы в измерительных системах с унифицированным частотным сигналом.

Известны преобразователи RCL-параметров в частоту, основанные на частотном уравновешивании мостовых схем, содержащих исследуемый RCL-параметр. Однако при этом отмечается сложность реализации и большое время установления выходной частоты (до 50 мсек). Известны также преобразователи, основанные на переходных процессах в интегрирующих RC- или RL-ценях. Эти преобразователи при достаточном быстродействии и сравнительно простой реализации обладают обратно пропорциональной зависимостью выходной частоты от преобразуемого RCL-параметра.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает линейность характеристики преобразования достаточно простыми средствами.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя RCL-параметров в частоту.

Она содержит измерительную дифференцирующую цепь /, состоящую из исследуемого RCL-элемента и образцового RC-элемента, интегрирующие усилители 2 и , дифференциальный усилитель 4 и делитель напряжения 5.

Временная диаграмма показана на фиг. 2.

Дифференциальный усилитель 4 работает в

режиме ограничения. Поэтому при включении преобразователя на его выходе скачкоо бразно появляется напряжение (/о той или иной полярности (диаграмма 6). Предположим для определенности, что первоначально появился положительный импульс амплитудой UQ. Он поступает на вход интегрирующего усилителя 2 с коэффициентом усиления k и постоянной времени - времязадающей цепи т. Выходное напряжение С/интг (диаграмма 7) этого усилителя, равное

г/kUg,

дифференцируется измерительной цепью, содержащей исследуемый RCL-элемент. Амплитуда дифф выходного импульса измерительной цепи (диаграмма 8) прямо пропорциональна постоянной времени Тж измерительной цепи.

Шп

du,

инта „

jf

(й+1)

dt

Учитывая, что , или

T.x- - , можно записать, что /д„фф пропорRO

ционально измеряемому параметру X: г т у akUu

- оГГТЯ

где а - значение образцового RC-параметра. Положительный импульс амплитудой дифф интегрируется усилителем 3, и крутизна полученного на его выходе линейновозрастающего напряжения {7интз прямо пропорциональна измеряемому параметру (диаграмма 9) ,. ,a |. , т--,-тwVt (ft-M)M (и-1-1) Здесь и и т - параметры интегрирующих усилителей 2 п 3. Напряжение f/интз поступает на вход дифференциального усилителя 4. На другой вход этого усилителя подается пороговое напряжение Un, полученное делением напряжения UQ в п раз делителем напряжения 5. Таким образом, пороговое напряжение имеет ту же полярность, что и напряжение f/интз- В момент равенства этих напряжений напряжение на выходе дифференциального усилителя меняет знак, изменяется знак порогового напряжения, и описанный выще процесс повторяется для отрицательных импульсов. Длительность 4 импульса с выхода дифференциального усилителя 4 определяется из уелоВИЯ f/HHT3 f nk Uo : f, If .. - L/ n (й-i-l)-. . Отсюда Un(k -b 1)г ,fef/oT Частота Ix повторения импульсов на выходе дифференциального усилителя прямо пропорциональна преобразуемому параметру 1 At/QT . (А+1)МУ,/ Учитывая, что t/n - - и , запишем f x 4f-- Реализация преобразователя не представляет особых трудностей, поскольку в тракте преобразования используется сигнал переменного тока, и дрейф нуля интегрирующих усилителей и дифференциального усилителя не оказывает влияния на результат преобразования. Требования к стабильности источника напряжения также не жесткие. Погрещности интегрирования и дифференцирования могут быть сведены до приемлемой величины рациональным выбором параметров k, i и Тж. Предмет изобретения Преобразователь RCL-параметров в частоту, содержащий дифференциальный усилитель и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью получения линейной функции преобразования, он снабжен двумя интегрирующими усилителями, один из которых включен между выходом дифференциального усилителя и входом измерительной дифференцирующей цепи, а второй - между выходом упомянутой цепи и входом дифференциального усилителя.

Фиг 1

/

Ж

ч

/

/

.Un

-Vn