Преобразователь параметров двухэлементных электрических цепей в унифицированные сигналы Советский патент 1977 года по МПК H03K13/20 G01R27/26 

нозиого переключателя, ко входу др.угого интегратора ,и к однОМу «3 входов переключателя рода работы, другой вход которого соединеп с выходом другого интегратора, а выход со входом п,реоб разо;вателя код-напряже.ние, выход преоб|разователя код-напряжеш1е подключен iKo входу уп.р авляемого истсч.ника напряЖвн,ия, один из входов «оторого поаключен к Другому зажиму для под1ключен1кя пС|Следуемого объекта, другой вхо-д управляемого И:Сточ: ка на1П1ряжения соединен с выходом успЛИтеля постоянного тока и одним из входов основного диффере.нциалыного усилителя-ограничителя, а та:кже с одн«м из входов каждого аМплитудного детектора, выходы которых подключены к соответствующ1ИМ входам дополнительного Диффербнциального уонлителя, при этОМ другой вход одного амплитудного детектор а соединен с выходом одного и входом другого ждущего мультивибраторов, при этом 1выход последнего соединен ,с другим входОМ другого амплитудного детектора, кроме того, другой вход ocHOiBHoro усилителя-ограничителя соединен с выходом устройства развертки на.пряжевия.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразОВателя при преОб:разова1НИ1И последовательных двухэлементпых цепей; на фиг. 2 - вр.еМенные диаграммы напряжений в хараКтерных точках схемы.

Преобразователь Содержит усилитель постоянного тока (УПТ) /, опор.ный резистор 2, измеряемую цепь 3, управляемый источник напряжения 4, преобр.азователь 5 код-1напряжение (ПКН), дифференциальный усилительограничитель 6, устройство 7 развертки напряжения (УРН), ждущий мультивибратор 8, логц-гчеокий элемент 9, два интегратора 10 и 11, ревер1Сив НЬ Й счетчик (РСч) 12, дифферен|;иаль;ный усилитель-ограничитель (ДУО) 13. i3a амллитудных детектор а (АД) 14 и 15, ждущий мультивибратор 16, два переключателя /7 ,и /8.

Ко входу усилителя / подключен спорный j:iC3ii CTop 2, а в цепь отрп-щательной обратной связи включены -последовательно соединенные измеряемая день 5 и лсточ:ник 4, упразляюпдий вход KOiTOpOTO подключен к выходу преобразователя 5, выход усилителя / подключен к одному входу уеил1ителя-огра1Н,ичителя 6, второй вход .которого подключен к выходу устройства 7, а выход - по одной цепи ко входу .мультивибратора 5 и одному из входов элемента 9, а по другой - ко входу интегратора 10, но входу устройства 7 и через переключатель 18 ;и опорный рез:1:стор 2 ко входу усилителя /. Выход интепратор-а 10 одновременно подключен через переключатель 18 и опорный реэистор 2 ко -входу усилителя /, через переключатель 17 - к аналоговому входу преобразователя 5 и через интегратор // и переключатель 17 - iK тому же входу преобразСватеЛЯ 5, управляющий вход последнего подключен к выходу счетчи-вка 12, суммирующая, вьгчитаюЩая швны и щина «опроса

которого подключены к выходам логического элемента 9, .второй вход котсроп подключен к выходу усилителя-ограничителя 13, два входа которого соединены с выходами детекторов 14 и /5, аналоговые входы последних соединены с выходом усилителя /, управляющие - с выходам и двух ждущих мультивибраторов 8 16 соответственно, кроме тото выход мульт:ивиб:ратора 8 соедииен со входом ждущего

мультивибратора 16.

Переключатель 18 введен для уме ньше-ния нo ;eнклaтypы опорных элементов, а переключатель 17 коммутирует узлы е ункци-ональной схемы, которые позволяют преобразовать параметры резонансных и нерезонансных двухэлементных электр1ических цепей.

Работу преобразователя рассмотрим на примере преобразования параметров последовательной LC-neHiH, при этОМ переключателя

17 и 18 находятея в положении «/.

При В1ключении преобразователя усилитель-ограничитель 6 из-за иаличия цепи положительной обратной связи находится в насыщенном соСтоянии и с его выхода снимается

напряжение . которое поступает на вход устройства 7 и на вход интегратора 10, с выхода которого сь:имается напряжение, поступающее на вход интегратора //.

Напр-яже { ие с выхода интегратора // через переключатель 17 поступает на аналоговый вход цреО|б1разо.вателя 5, напряжентге на выходе которого пропорционально его коэффициенту передачи.

Одновременно напряжеь.не с выхода 1нтегратора 10 через спорный резистор 2 поступает на вход усилителя /, охваченного отрицательной обратной связью через по-следовательно включенные измеряемую цепь 2 и источник 4. С выхС-та усилителя / сн-имается напряжение

t/|(/).

С выхода устройства 7 снимается напряжение L2{/).

С:,г11алы Ll (/) и С2(/) поступают на иир,срТ|П,:л,-юЩИЙ и нсинвертирующий входы усилителя-ограничителя 6 и держат последний в насыценнОМ состоя1пии до смены 3JiaKa разности напряжений на его входах. В момент смены знр.:ка разности напряжений напряжение на его выходе скачком измен-яется до веллчлны -ЕО (т. е. сменяется знак) за счет глубокой положительной обратной связи по цепи: выход усилителя-ограничителя 6 устр-ойсТВ.о 7, иеинвсрт)рующий вход усилителя-огра.l Ii- лIтeля 6. Далее списанный процесс повторяется.

В усилителе / происходит компенсация парабол;гческой .составляющей напряжения, пропорциональной емкости измеряемой резонансной цепи с пОМощью источн1И1ка 4. Момент компен:саци;и измсмяющегося во времени напряжения на выходе усилителя / определяется с помощью детекторов 14, 15, которые стробируются имп -льсами с выходов двух ждущих мультивибраторов 8 и 6, усилнтеля-огранИЧителя 13, логическсто элемента 9 и счет члька 12.

Коэффициент передачи прео бразователя 5 оляозначно оп;ределяет размер емкости измеряемой резонаисной цепи, а на выходе усилителя-ограничителя 6 имеется знакопеременный |Сиг1нал П1рямоуголь:ной формы, период которого одноЗНачно определяется зиачением измеряемой индуктивности резонансной цепи.

Ра:бота преобразователя в случае преобразования пО|Следовательных RC- ai / L-цепей аналогична. При преобразовании последовательной / С-цепи переключатели 17 и 18 находятся в положен1ии «2. При этом коэффициент передачи преобразователя 5 однозначно определяет значение емкостей измеряемой RCцепи, а период импульсов .на выходе уоилителя-,огр.аничителя 6 однозначно определяет значение соиротивления / измеряемой/ С-цепи.

При преобразовании последовательной RLцеп И переключатель 18 наход1ится в положении «/, а переключатель 17 - в положении «2. При этом коэффициент передачи преобразователя однозн-ачло определяет значение сопротивления R измеряемой L-цепи, а период 1ИМ1пульсов на выходе усилителя-о граничителя 6 однозначно определяет размер индуктивности L измеряемой 7 L-цeпи.

При преобразовании параллельных двухэлементных электрических цепей последние включаются на вход усилителя 1, в цепь отрицательной обратной связи которого включается опорный резистор 2, а вместо источника 4 используется управляемый источник тока 4, который подключен параллельно измеряемому двухполюснику, а управляющие входы его этом подключены к выходу преобразователя 5. В этом случае из , протекающего через опорный резистор 2 и определяемого значекияМ1И обоих искомых параметро.в параллельной двухэлементной электрической цепи, вычитается ток, генерируемый источников 4 и определяемый значением одного из параметров преобразуемой цепи.

Работа преобразователя в случае преобразованИя параМетров параллельных двухэлементных электрических цепей аналогична работе преобразователя в случае преобразования параметров последовательных двухэлементных электрических цепей.

При преобразовании параметров параллельной резонансной цепи переключатели 17 и 18 находятся в положгнии «/. При этом коэффид иеит передачи преобразователя 5 однозначно определяет размер индуктивности из1меряем,ой LC-цепи; а период импульсов на выходе усилителя-ограничителя 6 однозначно определяет размер емкости измеряемой LCцеши.

При преобразовании параметров параллельной Т С-цепи переключатель 18 находится в положении «/, а переключатель 17 - в положении «2. При этом коэффициент передачи преобразователя 5 однозначно определяет разiMep сопротивления измеряемой / С-цепи, а перисд импульсов на выходе усилителя-ограничителя 6 однозначно определяет размер емчсгтп из меряемой С-це-П;И.

П.рИ преобразовани параметров параллельной RL-nemi переключатели 17 и 18 находятся в положении «2. При этом коэффициент передачи преобразователя 5 однозначно определяет размер индуктивности измеряемой ,-цепи, а период импульсов на выходе усилителя-ограничителя 6 однозначно определяет размер сопротивления измеряемой / L-цепи.

Фор м у л а и 3 о б р е т е iH и я

Преобразователь параметров двухэлемент:.ых электрических цепей в унифицированные сигналы, содержащ: 1Й усилитель постоянного тока, вход которого соединен с одним зажимом для подключения опорного элемента и 1 сследуемого объекта, основной и дополнительный дифференциальные усилители-ограниЧ ители, при этом выход дополнительного дифференциального усилителя-огранашителя соединен с логическим элементом, а преобразова.тель код-напряжение соединен со счетчиком, подключенным к логи1ческому элементу, от л ичающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два интегратора, основной переключатель,

переключатель рода работы, устройство разверткИ напряжен.ия, управляемый источник напряжения, два а.мплитудных детектора и два ждущих мультивибратора, причем вход одного интегратора соединен с одним из входов

основного переключателя, выход которого соединен с зажимом для подключения onopiioro элемег1та. с устройством развертки наиряжения. выходом основного дифференциального усилителя-ограничителя и входОМ одиого из

ждущих мульли вибратсров, а также со входом логического элемента, а выход этого интегратора подключен к другОМу входу основного переключателя, ко входу другого интегратора и с одному из входов переключателя рода работы, другой вход которого соединен с выходом другого И1 тегратсра, а выход со входом преобразователя код-напряжение, выход преобразователя код-напрямсение подключен ь:о входу управляемого источника напряжения,

одил из входов которого подключен к другому зажиму для подключения исследуемого объекта, другой вход управляемого источника наП: яжения соединен с выходом усилителя постоянного тока и одним из входов основного

диффере ;Циального усилителя-ограничителя, а также с одним из входов каждого ампЛ;Итудиого детектора, выходы которых подклю:;-:-ы к соответствующим входам дополнительного дифференциального усилителя, при

этом другой вход одного амплитудного детектора соедниен с выходо м одного и входом другого ждущего мультив;1браторов, при этом выход последнего соединен с другим входо.м другого амплитудного детектора, кроме того,

другой вход основного усилителя-ограничителя соединен с выходом устройства развертки налр.яженшя. Источники информации, принятые во виимание три экспертизе.5 i-fZ. 1 1. Авторское свидетельство СССР Л 372672, А1 Кл. G 01 R 27/26, 28.05.71. 2. Авторское свидетельство СССР jYs 512564, кл. Н 03 К 13/20, 01.07.75. itrc7 (

УРН

УПТ

rw/3 П I I