Изобретение относится к области электроизмерительной техники, занимающейся преобразованием и измерением па раметров комплексных величин переменного тока и величин, определяемых ими, и может быть использовано, например, при исследовании процессов на границе электрод-электролит в задачах электрохимии, приисследовании процессов в живых тканях и организмах и при контро ле и измерении параметров объектов переменного тока с многоэлементной схемой замещения. Известна измерительная цепь преобра зователя параметров трехэлементных двухполюсников, построенная согласно способу преобразования в активные вели чины параметров многоэлементных двухполюсников. Такая цепь содержит источник двух напряжений (токов) различных частот, питаемые им ветвь, в которую включен исследуемый двухполюсник, и ветвь, содержащую три звена направленного действия (например, операционные усилители) с регулируемыми .коэффициентами передач, и узел алгебраическохх) суммирования выходных величин ветвей. Одно из звеньев включено в цепь отрицательной обратной связи другого звена, а параллельно им включено третье звено, причем коэффициент передачи каждого звена совпадает по величине фазового угла с иммитансом (т.е. комплексным сопротивлением или проводимостью) соответствующего элемента двухполюсника. После регулировки коэффициентов передач звеньев до получения нулевого сигнала в узле суммирования коэффициенты передач пропорциональны параметрам исследуемого двух-полюсника. Для получения на выходных зажимах звеньев активных величин, пропорциональных параметрам двухполюсника, к их входным зажимам подключается источник сигнала известной величины. Однако такая измерительная цепь не позволяет получить сигнал, пропорциональный отнощению двух параметров двухполюсника, что важно для ряда практических задач (например, при измерении влажности материалов диэлькометрическим методом ). Цель изобретения - получение сигнала, пропорционального отношению двух параметров двухполюсника. Эта цель достигается путем определенного включения трех звеньев направленног действия (например, операционных усилите лей), причем фазовый угол коэффициента передачи первого звена равен фазовому углу отношения иммитансов двухэлементно части двухполюсника, фазовый угол коэффи циента передачи второго звена равен фазо вому углу иммитанса одного из элементов двухэлементной части двухполюсника и, .наконец, фазовый угол коэффициента передачи третьего звена равен фазовому углу иммитанса третьего элемента двухполюсника. Первое звено охвачено отрицательно обратной связью с постоянным коэффициен том передачи и соеш1нено последовательно со вторым звеном, третье звено включено параллельно двум первым. После уравно вешивания измерительной цепи путем регулировки коэ41фициентов передач звеньев до получения нулевого сигнала в узле суммирования к их входным зажимам подключается источник сигнала известной величины. Это дало возможность на выходных зажимах первого звена получить сигнал, пропорциональный отношению параме ров двухэлементной часта двухполк)сника. Сигнал, пропорциональный одному из этих параметров, снимается с выходных зажимов второго звена, а сигнал, пропорциог налъный третьему параметру дэухлолюсника - с выхода, третьего звена. На фиг.1 изображена структурная схема измерительной цепи; на фиг.2а,б- варианты схем трехэлементных двухполюсников; на фиг. 3 - вариант выполнения измерите;шной цепи для преобразования параметров двухполюсника фцг.. Источник 1 напряжений /тока/ двух различных частот (фигД) питает две ветви измерительной цепи. В верхнюю ветвь включен исследуемый двухполюсник 2, а в нижнюю - направленного действи 3-5 с регулируемыми коэффициентами пе- редачи и звено отрицательной обратной свяЬи 6 с действительным постояншз1М коэффициентом передачи р, Выходные величины ветвей суммируются в узле 7, Фазовый угол коэффициента передачи К зве .на 3 .равен фазовому углу отао шения параметров двухэлементной части двухполкх;ника, т.е. равен 0-Г . Под двухэлементной частью двухполюсника понимается соединение элементов с иммитансами ( T.e. сопротивяениям.и Z . или проводимостями У/, ) 1 z Фазовый угол коэффициента передачи К„ звена 4 фазовому углу иммитанса h или Я,, а фазовый угол коэффициента передачи К„ звена 3 - фазовому углу иммитанса Ь,. Пусть например, двухполюсник 2 имеет схему фиг.2,а и агдКг аг9у, 1 ,. Тогда сигнал д О на выходе узла суммирования пропорционален на каждой час- : тоте напряжения питания величине , где у - проводимость исследуемого двухполюсника, 01 некоторый постоянный коэффициент. После уравновешивания измерительной цепи до получения нулевого сигнала на выходе суммирукицего узла путем регу-лировки коэффициентов передач , последние оказываются пропорциональными соответствуюшим параметрам исследу.емого двухполюсника, а именно i Ka-.Vi . КЗ-УЗ (записав условие равновесия цепи в скалярном виде н Jcaждoй частоте н(апряжения питания и решив полученную систему уравнений относительно К ,К„, .J. Kg, полагая, ). После уравновешивания ко входам звеньев 3-5 путем одновременного срабатывания переключателей присоединяется источник 8 сигнала известной величины t. При этом с их выходов снимаются активные величины V, rt-j;; Е.1у,;Е аличие источника 8не является обв5«ательным, поскольку для получения сигналов, пропорциональных параметрам двухполюсника, .можно использовать источник 1, Возможный вариант выполнения измеительной цепи для преобразования пара P e трехэлементного двухполюсника iiSr- 3- Генераторы напряжеия двух частот (и. и (л) через трансфорй атор напряжения Т1 питают две ветви змерительной цепи. В нижнюю ветвь чеез операционный усилитель 9 включен
исследуемый двухполюсник 2. В верхнюю ветвь включены усилители 3-5, коэффициенты передач которых регулируются при помощи управляемых резисторов R - R , . Усилитель 3 охвачен отрицательной обратной связью с р 1, напряжение обратной связи через трансформатор Т2 подается на вход усилителя 3. Фазовый угол коэффициента передачи К усилителя 3 равен
Za
2
г(|
фазовые углы коэфт.е.
фициентов передач К и К„ усилителей
f.о
4 и 5 равны аргументам, соответственно, Z, и Z , . т.е. в данном случае равны нулю. Выходные величины ветвей суммируются на входе уси1штеля 1О и усилитель 11 используется как инвертор. После регулировки резисторов R -Ц до сведения и к цулю имеют место соотношения:
Кз-2з
K2-Z.,-,
Истошик сигнала известной величины и цепи его коммутации на чертеже не показаны.
Описанная измерительная цепь может быть использована для построения преобразователей параметров, т.е. сопротивлеиГий, проводимостей элементов, а также добротности и тангенса угла потерь двухэлементной части многоэлементиого двухполюсника, в активные величины.
6 Предмет изобретения
Измерительная цепь преобразователя параметров трехэлементных двухполюсников в активные величины, содержащая . источник двух напряжений различных частот, подключенные к нему ветвь с исследуемым трехэлементным двухполюсником и ветвь образцовых величин, содержащую три звена направленного действия с регулируемыми коэффициентами передачи, и узел суммирования выходных величин ветвей, отличающаяся тем, что, с целью получения сигнала, пропорционального отношению параметров двухэлементной части двухполюсника, ветвь образцовых величин содержит звено с коэффициентом передачи, совпадаюишм по величине фазового с этим отнощением, охваченное отрицательной обратной связью с постоянным коэффициентом пере-, дачи и соединенное последовательно с звеном, коэффициент передачи которого совпадает по величине фазового сдвига с имм1ь тансом одного из элементов двухэлементной части двухполюсника, а параллельно этим звеньям вкточено звено с коэффициентом передачи, совпадающим ао вепичине фазового угла с иммитансом треть&го элемента.
i J V .V,H,N
A;
A,
Л ,
-аз
