Преобразователь составляющих комплексных сопротивлений Советский патент 1980 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть испопь зовано для цифрового измерения составляющих комплексньрс сопротивлений. Известен преобразоватепь составляющих комплексньсх сопротивлений, содержащий пересчетн -ю схему, источник переменного напряжения, подключенный через последовательно соединенные первый ключ и первый образцовый резистор ко входу основного операционного усилителя, выход которого непосредственно соединен с первым ключом, а через второй ключ связан с выходом источника пе ременного напряжения и с первым аход- ным зажимом, второй входной заясим подключен ко входу усилителя, амплитудный детектор через формирователь линейно-нарастающего напряжения подключен к первому аходу формирователя длительности импульсов, п эичем второй в.ход последнего связан с выходом фазового де- тектора, а выход- с одним входом индикатора, другой аход которого подключен к выходу генератора меток, дополнительный операционный усилитель со вторым образцовым резистором в цепи обратной связи 03. Однако известный преобразователь имеет недостаточно высокую точность преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования - достигается тем, что преобразователь, содержащий пересчетную схему, источник переменного напряжения ключи, образцовые резисторы, операционные усилители, входные зажимы, амплитудный детектор, формирователи линейно-нарастающего напряжения и длительности импульсов, фазовый детектор, индикатор, генератор меток, снабжен дополнительным ключом и образцовым конденсатором, подключенным между выходом источника переменного напряжения и аходом дополнительного операционного усилителЯ| выход последнего связан со аходом амплитудного детектора, аход фазовращателя пЬдкпючен к выходу осйовйого операционного усилителя и к первому контакту допрпнительного ключа, причем второй контакт последнего связан с выходом фазовращателя, а третий контакт - с сигнальным аходом фазового детектора, подключенного управляющим входом к выходу источника переменного напряжения, вход которого через пересчетную схему соединен с выходом генератора меток.

На чертеже изображена схема устройства.

Преобразователь составляющих комплексных сопротивлений содержит источник переменного напряжения 1, ключи 2 и 3, основной операционный усилитель 4 с резисторами 5,6. Выход операционного усилителя 4 подсоединяется с Помощью ключа 7 либо прямо, либо через фазовращатель 8 ко входу фазового детектора 9, выход которого подключен ко входу фог мирователя импульса Ю.

Дополнительная ветвь, подключенная , к источнику 1 , содержит дополнительный операционный усилитель 11, на входе котс ого включен конденсатор 12, а в обратной связи - сопротивление 13. Выход операционного усилителя 11 подключен Ко входу амплитудного детектора 14, соединенного с формирователем линейно нарастающего напряжения 15, вьйсод кото рого соединен со вторым входом формирователя импульса Ю..

Выход формирователя 1О соединен с первым входом устройства 16 счета импульсов, второй вход которого подсоединен к выходу генератора 17 заполняюЩИ.Х импульсов (генератор меток). Своим выходом генератор 17 соединен посредством пересчетной схемы 18 с источником переменного напряжения 1.

При измерении комплексного сопротивления 5 индуктивного характера оно включается через ключ 3 (положение U ) в цепь обратной связи операционного усилителя 4, а активное сопротивление 6 через ключ 2 (положение L ) подсоединяется к источнику питания 1 переменного напряжения. При измерении емкостного сопротивления (положение С ключей 2 к 3) резисторы 5 и 6 меняют местами Для измерения активных составляющих комплаксньгх сопротивлений служит ключ 7, позволяпющий изменять фазу входного напряжения фазового детектора 9 на 9О .

/.

При измерении комплексного сопротивления Z емкостного характера на выходе фазового детектора 9 возникает

постоянное напряжение it, , прямо пропорциональное состаЕшяющзй 7,. и амплитуде напряжения питания Uiiy

m но не зависящее от частоты.

На выходе формирователя линейноизменяющегося напряжения возникает

U

напряжение,

прямо пропорциональное и OJ .

bix/l -i Jftx x

(1)

и,

БЫЛ,

2 - -т

где K. - коэффициент преобразования

основной цепи} К„ - коэффициент преобразования

дополнительной цепи} t - время нарастания напряжения Длительность выходного импульса Т формирователя 8 определяется временем нарастания )(2 от нуля Доиа,); ( t -Т). Из равенства напряжен

. ьыа ьыи получим длительность выходного импульса

,

fx

ЦбХг

(2.

. р

Тз

21Г1 Х

SOftX

К„

,

-р - частота питания измерительной

где

схемьи Закончив полученный интервал импульсами частотой f

получим

13) 1

где N - количество импульсов.

Приравняв правые части формул получим

1

7

Г -N-liSiM

(4) - л с

f, К,

Так как частота f связана с часчерез коэффициевгг

тогой питания т

пересчета ,

где KO - коэффициент пересчета,

то

,

т-лЛ:oS

Отсюда видно, что результат измерения не зависит от частоты заполняющих импульсов.

Формула изобретения

Преобразователь составляющих комплексных сопротивлений, содержащий пересчетную схему, источник переменного напряжения, подключенный через последовательно соединенные первый ключ и пер|вый образцовый резистор Ко входу осноб™ 1кого операционного усилитеп, выход которого непосредственно соединен с первым ключом, а через второй ключ связан с вьпсодом источника переменного напряжения и с первым входным зажимом, второй входной зажим .подключен ко входу упомянутого усилителя, амплитудный детектор через формирователь линейно-награстающего напряжения подключен К первому входу формирователя длительности импульсов, причем второй вход последнего связан с выходом фазового детектора, а выход.- с одним входом индикatopa,

другой вход которого подключен к выходу генератора меток, дополнительный операционный усилитель со вторым образцовым резистором в цепи обратной связи, о т л и ч а ю щ -и и с ia тем, что; с целью повышени5 т счн ости преобразования, он снабжен дополнительным и образцовым конденсатором, подключенным между выходом.источника переменного напряжения и ьходом дополнительного бперационного усилителя, выход последнего связан со входом амплитудного детектора, вход фазовращателя подключен к выходу основного операционного усилителя и к первому контакту дополнительного ключа, причем второй контакт последнего связан с вьгходом фазовращателя, а третий, контакт - с сигнальнЙ1м входом фазового детекто{эа, подключенного упр авлаюшим входом к выходу источника переменного напряжения, вход которого через пересчетную схему соединен с выходом генератора меток.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 363047, кл. GOi R 27/26, 1973 (прототип).