Устройство преобразования параметров комплексной проводимости Советский патент 1977 года по МПК G01R27/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство может быть использовано для измерения параметров иммитанса, например комплексной проводимости, или преобразования их в активные скалярные величины переменного тока.

Известно устройство преобразования параметров иммитанса, содержап1,ее источник питания переменного тока, блок преобразования импеданса в напряжение переменного тока, блок с регулируемым коэффициентом передачи, блок суммирования выходных сигналов звена преобразования и звена с регулируемым коэффициентом передачи и фазочувствительный индикатор в контуре формироваНИИ сигнала управления блоком с регулируемым коэффициентом передачи .

Недостатком известного устройства является частотная зависимость его выходного сигнала, пропорционального реактивной составляющей импеданса. Попытка исключения частотной зависимости выходного сигнала в рамках структуры данного устройства путем ввода обратной частотной зависимости в коэффициент передачи одного из блоков преобразователя не дает желаемого результата. Так, ВВОД частотной зависимости, например, В блок прео.бразования или суммирования приводит к частотной зависимости коэффициента передачи в контуре формирования сигнала управления блоком с регулируемым коэффициентом передачи. А это, в свою очередь, на одной из граничных частот приводит к неустойчивости устройства, а на другой - к недопустимо ботьшой статической погрешности, т. е. к снижению точности преобразования. Ввод блока с коэффициентом передачи, пропорциональным частоте, на выходе устройства также не может быть признан эффективным, поскольку В данном случае рабочий диапазон частот ограничен рабочими режимами блоков преобразования и суммирования, В частности линейным участком их выходных характеристик.

Целью изобре1ения является повышение точности преобразования, устойчивости и расширение рабочего диапазона частот. Это достигается тем, что в устройство преобразования параметров комплексной проводимости, содерл ащее источник переменного тока, подключенный через блок преобразоваипя комплексной проводимости в сигнал переменного тока и сумматор к первому выходному зажиму устройства, который через фазочувствительный индикатор и блок с регулируемым коэффициентом передачи соединен с сумматором, введены фазовращатель на угол, равный или близкий 90°, включенный между выходом источника питания переменного тока и ВХОДОМ блока с регулируемым коэффициентом передачи, и блок е коэффициентом передачи, пропорциональным частоте, вход которого подключен к выходу блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выход подеоединеи к второму выходному зажиму устройства. На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник питания 1 переменного тока, к выходам которого подключены блок преобразования 2 иммитанса в сигнал перемспного тока и стабилизированный по амплитуде фазовращатель 3 на 90° с блоком 4 с регулируемым коэффициентом передачи на выходе, блок 5 суммироваиия, к 15 входам которого подключены соответственно выход блока 2 и выход блока 4, фазочувствительный индикатор 6, включенный между выходом блока 5, являющимся выходом преобразователя, и управляющим входом блока 20 4, а также блок 7 с коэффициентом передачи, пропорциональным частоте, вход которого подключен к выходу блока 4, а выход является дополнительным выходом преобразователя. Устройство работает следующим образом. Иммитанс объекта преобразования преобразуется с помощью блока 2 в сигнал переменного тока. Этот сигнал, поступающий с выхода блока 2, имеет две составляющие, 30 одна из которых пропорциональна основному, а другая - сопутствующему параметру иммитанса. Для получения частотонезависимого сигнала, пропорционального основному параметру, с помощью блока 5 осуществляется 35 алгебраическое суммирование выходного сигнала блока 2, пропорционального иммитансу, с компенсирующим сигналом, пропорциональным сопугствующему параметру иммитанса. Сигнал, пропорциональный сопутствующему 40 параметру иммитанса, формируется на выходе канала компенсации, образованного стабилизированным но амплитуде фазовращателем 3 па 90 и блоком 4 с регулируемым коэффициситом передачи. Сигнал недокомпен- 45 сации составляющей, пропорциональной сопутствующему параметру иммитанса, выделяется и усиливается с помощью индикатора 6 и сигналом управления блоком с регулируемым коэффициентом передачи. Часто- 50 тонезависимыи сигнал переменного тока, пропорциональный сопутствующему параметру иммитанса (например, активной проводимости емкостного объекта), получается на выходе блока 7, подключенного к выходу блока 4, 55 б 10 25 прямо или обратно пропорциональным частоте. Если основным параметрам им1митанса является емкость или индуктивность, то между блоками 2 и 5 должен быть введен блок с коэффициентом передачи, прямо или обратно пропорциональным частоте, причем этот блок может быть конструктивно совмещен с блоком 2 или блоком 5. По сравнению с известными устройствами данное устройство позволяет преобразовывать параметры иммитанса в широком непрерывном диапазоне частот с высокой точностью при пониженных требованиях к коэффициенту перекрытия блока 4 и к статизму контура формирования сигнала управления блоком с регулируемым коэффициентом передачи (контура регулирования компенсирующего воздействия), образованного блоками 4, 5 и индикатором 6, а также фазовращателем 3. Кроме того, данное устройство обладает высокой устойчивостью вне зависимости от рабочей частоты в силу достигнутой частотной независимости коэффициента передачи в контуре регулирования. Формула изобретения Устройство преобразования параметров комплексной проводимости, содержащее источник переменного тока, подключенный через блок нреобразования комплексной проводимости в сигнал переменного тока и сумматор к первому выходному зажиму устройства, который через фазочувствительный индикатор и блок с регулируемым коэффициентом передачи соединен с сумматором, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности преобразования, устойчивости и расширения рабочего диапазона частот, в устройство введены фазовращатель на угол, равный илг близкий 90°, включенный между выходом источника переменного тока и входом блока с регулируемым коэффициентом передачи, а также блок с коэффициентом передачи, пропорциональным частоте, вход которого под«лючен к выходу блока с регулируемым коэффициентом передачи, а выход подсоединен к второму выходному зажиму устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3631336, кл. 324-57, 28.12.71.