Преобразователь параметров трехэлементных с двухполюсников Советский патент 1977 года по МПК G01R27/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к области измерения составляюнлих комплексных величин переменного тока и может быть использовано при измерении параметров комплексных величин, несущих информацию об исследуемом объекте.

Известны преобразователи параметров комплексного сопротивления в на1прял.ение. Один из известных преобразователей параметров комплексного сопротивления в напряжение содержит источник напряжения, выход которого через преобразуемое сопротивление подключен к входу основного усилителя, а выход основного усилителя подключен к одному входу сумматора, другой вход сумматора соединен с выходом дополнительного усилителя. Причем в цепь обратной связи дополнительного усилителя в-ключен образцовый резистор, а вход дополнительного усилителя через сопротивление равновесия соединен с источником напряжения. Кроме того, выход сумматора через дополнительный образцовый резистор соединен с одним из зажимов для подключения преобразуемого сопротивления.

Недостатком известного преобразователя пара.метров комплексного сопротивления в напряжение является то, что он не позволяет измерять параметры трехэлементных RLC

двухполюсников, что определяет его низкие функциональные возмол ности.

известно другое устройство, принятое в качестве прототипа, позволяюш,ее измерять

параметры двухполюсников, состоящих только из двух элеме1ггов KL или КС, и содержащее источник питания, выход которого подключен к исследуемому двухполюснику и к опорному входу фазового детектора квазиравновесия, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя, в цепи обратной связи которого В|ключена оОразцовая мера, а вход подсоединен к комнараюру токов. 1 выходу уси.аителя подключен сигнальный вход

управляемого элемента, выход которого через ооразцовую меру соединен с компаратором токов, и управляющий вход соединен с выходом фазового детектора. Известное устройство ооладает низкими функциональными

возможноегями, не позволяющими измерять параметры трехэлементных двухполюсников, состоящих из трех элементов К, L и С.

Целью изооретения является расширение функциональных возможностей устройства.

достигается тем, что преооразователь параметров трехэлементных КьС двухполюсников, содерлсащпи источник частотно-модулированного сигнала, соединенный с одним из для подключения оОъекта измерения, другой зажим при этом соединен с

входом операционного усилителя с включенным образцовым конденсатором в цепи обратной связи, выход операционного усилителя подключен к одному из входов управляемого делителя напряжения и к одному из входов фазочувствительного выпрямителя, а также к входу одного вольтметра, выход фазочувствительного выпрямителя соединен с одним из входов управляемого делителя напрял :ения, а выход управляемого делителя напрялсения соединен с другим вольтметром, другой вход фазочувствительного выпрямителя подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, он снабжен интегрирующим усилителем, дополнительным управляемым делителем напряжения, амплитудным детектором огибающей, образцовым и дополнительным образцовым резисторами и добавочным вольтметров, причем выход интегрирующего усилителя соединен с одним из выводов образцового резистора, другой вывод ири этом соединен с входом операционного усилите.чя, а также с одним из выводов дополнительного образцового резистора, другой вывод дополнительного образцового резистора соединен с управляемьим делителем наирял ения, вход интегрирующего усилителя соединен с вольтметром и дополнительным управляемым делителем напряжения, один из входов которого подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала, другой вход соединен с выходом амплитудного детектора огибающей, а вход амплитудного детектора огибающей соединен с одним из входов фазочувствительного выпрямителя.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя параметров трехэлементных RLC двухполюсников, состоящих, например, из параллельно включенных элементов К, L и С.

Устройство содержит источник частотномодулированного сигнала 1, который соединен через двухполюсник 2, содержащий преобразуемые элементы 3 (С), 4 (L) и 5 (R), с входом операционного усилителя 6, в цепи обратной связи которого включен образцовый конденсатор 7 (С). Выход источника частотно-модулированного сигнала 1 подсоединен к входам фазочувствительного выпрямителя 8 и управляемого делителя наиряж:ения 9, выход которого соединен с вольтметром 10 и с входом интегрирующего усилителя 11, выход -которого через образцовый резистор 12 (Ri2) соединен с входом операционного усилителя 6. Выход операционного усилителя соединен с другим входом фазочувствительного выпрямителя 8 и входом управляемого делителя нанряжения 13, управляющий вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя 8, и выход с входом вольтметра 14 и через образцовый резистор 15 (Ris) - с входом операционного усилителя 6. Выход операционного усилителя соединен с входом вольтметра 16 и с входом амплитудного детектора огибающей 17, выход которовляющим входом управляряжения 9.

работает следующим обыходе усилителя б равно

+ -K,- -

А/ 12 /14

/С,з

+

15

напряжение источника

частотно - модулированного сигнала 1;

коэффициент передачи управ.тяемого делителя напряжения 9;

коэфф(ициент передачи интегрирующего усилителя 11;

- коэффициент

передачи делителя управляемого напряжения 13.

Обозначив

- 11--7Г- 1

(2) (3)

R

12

t ожно записать

+

jUiLRj a

й, -и.

(4)

С, + KZ

При выполнении условия синфазности напрЯг жения t/6 по отношению к Ui, то есть

/.л.-О,

(5)

которое достигается автоматически путем регулирования коэффициента передачи Kiz управляемого делителя напряжения 13 сигналом, поступающим на его управляющий вход с выхода фазочувствительного выпрямителя 8, можно записать

+ /iC,

п . -и.-й, (6)

е /.

Амплитудный детектор огибающий 17 выделяет огибающую частотно-модулированного

сигнала f/e, и если условие

0

(7)

du

не выполняется, то он своим выходным сигналом регулирует коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 9 до выполнения условия (7), при котором справедливы следующие выражения.