Преобразователь параметров комплексных электрических цепей в унифицированные сигналы Советский патент 1976 года по МПК H03K3/00 G05F3/08 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения значений параметров параллельных и последовательных RC- и L-цепей.

Известны преобразователи нараметров комплексных электрических цепей, содержащие дифференциальный усилитель-ограничитель, аналоговый сумматор, усилитель постоянного тока, две крайние и одну среднюю клеммы для подключения измеряемых цепей, причем, один вход дифференциального усилителя-ограничителя и его выход соединены с одной из крайных клемм для подключения измеряемых цепей, другой - с выходом аналогового сумматора, выход усилителя постоянного тока соединен со второй крайней клеммой для подключения измеряемых цепей и с одним из входов аналогового сумматора, а его вход - со средней клеммой для подключения измеряемых цепей.

Недостатком известных преобразователей является низкая точность преобразования из-за погрешности интегрирования.

Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены делитель, счетчик, дифференциатор, пороговый элемент и блок совпадения, причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен через делитель, управляющие входы которого соединены с выходами счетчика, со вторым входом аналогового сумматора, выход которого через последовательно соединенные дифференциатор

и пороговый элемент соединен с одним входом блока совпадения, второй вход которого со единен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя, а выход - со входом счетчика.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого преобразователя.

Устройство содержит усилитель постоянного тока 1, измеряемую цепь 2 (опорный элемент), опорный элемент 3 (измеряемую цепь),

аналоговый сумматор 4, дискретно управляемый делитель 5, счетчик 6, дифференциальный усилитель-ограничитель 7, дифференциатор 8, блок совпадения 9, пороговый элемент 10.

Работу устройства рассмотрим на примере преобразования параметров параллельной RC-n&rm. В качестве опорного элемента в этом случае в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 включается конденсатор с емкостью Со.

При включении преобразователя па выходе дифференциалыюго усилителя-ограничителя 7 появляются импульсы амплитудой и с периодом Т, определяемым значениями емкости С и сопротивления / измеряемой цепи 2.

Импульсы с выхода усилителя-ограничителя подаются на аналоговый вход делителя 5 и через измеряемую день 2 на вход усилителя 1, в день отридательной обратной связи которого включен одорный конденсатор 3 с емкостью СоНапряжение на выходе усилителя 1 в каждом полупериоде входного сигнала представляет собой сумму постоянной составляющей, одределяемой значением измеряемой емкости С, и линейно изменяющейся составляющей, определяемой значением измеряемого содротивления R:

оС

о

+

U,(t)

Со

Надряжение f/i (/) подается на один из входов аналогового сумматора 4, на другой вход которого Б дротивофазе с ним додается знакодеременное дадряжение с выхода дискретно управляемого делителя 5, изменяющееся в каждом дериоде входного сигнала.

Выходное дадряжение делителя 2 в t-TOtvi такте:

(t) ,,

где ii -коэффициент передачи делителя 5, одределяемый количеством имдульсов, записанных в счетчике 6.

Таким образом, напряжение на выходе аналогового сумматора 4, в с-том такте определяется следующим выражением (при равенстве коэффидиедтов дередачи до его входам):

U,(t) ).

Ьо/АЬо

Надряжение f/s (О подается одновременно на один вход ддфферендиального усилителяограничителя 7 и на вход диффереддиатора 8.

Надряжение с выхода дифференциатора 8 додается на вход дорогового элемента 10.

Таким образом, да один вход блока совпадения 9 поступает дапряжедие с выхода порогового элемента 10, а да второй вход - дрямоугольные дмпульсы с выхода усилителя-ограничителя 7.

Имдульсы с выхода блока совпадения 9 постудают на счетчик 6. Состоянием счетчика 6 определяется коффициент передачи делителя 5.

При выдолнении условия

С -

Ьо

да выходе аналогового сумматора 4 имеется только линейноизменяющаяся составляющая сигнала f/i (t), продорциональдая содротивлению измеряемой цеди 2, которая достудает да вход диффере1щиатора 8, с выхода доследдего снимается скачок напряжеиия. Так как порог срабатывания элемента 10 настроен выше, чем скачок напряжения, постудающий с дифферендиатора 8, то на выходе элемента 10, а, следовательно, и да выходе блока совдадедия 9 сигналов де будет. Дальнейдтее постудледде имдульсов с выхода блока совдадения

9 на счетчик 6 прекратится.

Число имдульсов, зафиксированных к этому моменту в счетчике 6, оддозначно одределяется значением измеряемой емкости С:

-г I

Ьо

На выходе усилителя-ограничителя 7 дри этом будет зафиксирован знакоперемеддый сигнал пря.моугольной формы, период которого однозначно одределяется здачедием измеряемого сопротивления R.

Работа дреобразователя в случае дреобразовадия дараметров доследовательдых С и J L-дедей д нараллельдой RL - депи адалогичда.

Формула изобретения

Преобразователь параметров комплексных

электрических дедей в унифицированные, сигналы, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, аналоговый сумматор, усилитель достояддого тока, две крайние д одну среднюю клеммы для подключения дзмеряемых депей, причем один вход диффереддиальдого усилителя-оградичителя и его выход соединеды с одной из крайних клемм для додключения измеряемых цепей, другой - с выходом аналогового сумматора, выход зсилителя постоянного тока соединен со второй крайней клеммой для подключения измеряемых цедей и с одним дз входов аналогового сумматора, а его вход - со средней клеммой для додключедия измеряемых цедей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены делитель, счетчик, дифференциатор, дороговый элемент д блок совдадендя, причем выход ддффереддиального усилителяограничителя соединен через делитель, управляющие входы которого соединены с выходами счетчика, со вторым входом аналогового сумматора, выход которого через доследовательно соединенные диффередциатор и пороговый элемент соединен с одддм входом блока

совдадеддя, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя, а выход со входом счетчика.