Преобразователь параметров , цепей в частотно-временные сигналы Советский патент 1980 года по МПК G01R27/00 H03K13/20 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для автоматизации измере-. ния и контроля параметров электричес ких цепей и неэлектрических величин с помощью индуктивных и емкостных дат.чиков . Известно устройство, содержащее усилитель-ограничитель, измеритель ную цепь, включающую усилитель постоянного тока с соответственно включенными исследуемой цепью и опорным элементом, дифференциатор-ограничитель и-интйгратор-сумматор. Недостат ком данного устройства является ограниченный диапазон изменения параметров исследуемой цепи,невысокая точность преобразования, обусловленная влиянием на функцию преобразования неидеальности операций дифферен цирования и ограничения. Более широкие функциональные возможности и более высокую точность им ет другое известное устройство(прототип), содержащее блок управления, соединенный с коммутатором, на вход которого опорные напряжения с источника двухполярного опорного напряжения, а выход которого через измерительнуюцепь, содержащую усилитель постоянного тока с соответственно включенными исследуемой цепью или датчиком и опорным элементом, соединен с разделительной цепью, выход которой через параллельно включенные ключи, управляемые входы которых соединены с блоком управления, подсоединен к двум входам переключателя рода работ, соединенного своим выходом с измерителем среднего значения, управляемого напряжением с блока управления. Основным недостатком данного устройства является сложность его реализации . Это устройство реализует разомкнутую структуру, и поэтому его узлы чувствительны к действию различных дестабилизирующих факторов (температуры окружающей среды, дрейфа нуля, стабильности источника опорных напряжений и т.д.), устранение или снижение до допустимого уровня влияния которых приводит к усложнению устройства. . Целью изобретения является упрощение устройства . поставленная достигается тем что в преобразователь, содержащий измерительную цепь, состоящую из усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи и на вход которого подключены исследуемая цепь и опорный элемент, разделительную цепь и ключ, подключенный к переключателю рода работы, дополнительно введены сравнивающий блок, интегратор и сумматор, причем выход сравнивающего блока соединен с одним своим входом через интегратор, с управляющим входом ключа, первым входом сумматора, который является одним из входов устройства, а другим входом устройства является вход ключа, выход которого через разделительную цепь подключен ко второму входу сумматора и через переключатель рода работы - к третьему входу сумматора выход которого подключен ко второму входу сравнивающего блока. На чертеже приведена функциональная схема устройства . Устройство состоит из сравнивающего устройства 1, интегратора 2, из мерительной цепи 3, ключа 4, переклю чателя рода работы 5, разделительной цепи б и сумматора 7. Устройство в случае преобразовани параметров параллельной КС-цепи, вкл чаемой на вход усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен опорный конденсатор, работает следующим образом При преобразовании параметра RX переключатель 5 находится в разомкну том состоянии. После включения питаний в установившемся режиме на выхо де сравнивающего устройства 1 генерируется напряжение прямоугольной формы амплитудой V . При этом на оди вход устройства 1 подается напряжение с выхода 2, изменяющееся по линейному закону как где Т - постоянная интегратора. С выхода устройства 1 напряжение подается на цепь 3, на выходе которой напряжение описывается выражениемЭто -напряжение пропускается чере ключ 4 только в течение отрицательных импульсов на выходе устройства При пг)охождении напряжения с ключа через цепь 6 постоянная составляющая отделяется , а оставшаяся линейно иэмёняюйаяся составляющая проходит через нулевой уровень точно по середине отрицательного полупериода напряжения устройства 1. Т.)1и ;ЩйТёЛ бШсть отрицательного поЛупе--риода равна t , то линейно изменяющаяся составляквдая напряжения на вы ходе цепи 6 изменяется от Это напряжение суммируется с выходным напряжением устройства 1 в сумматоре 7 с разными знаками. Выходное напряжение сумматора 7 подается на второй вход устройства 1, и в момент, когда напряжения на входах последнего будут равны, напряжение на его выходе скачкообразно сменит полярность на положительную. Время действия отрицательного импульса устройства 1 определяется из условия равенства входных напряжений последнего. / V-iV-9V- Ч - 2И„Оо откуда -X - Р-х Opt 2TtvCo t Во время действия положительного импульса t на выходе устройства 1 ключ 4 разомкнут, и на входах устройства 1 сравниваются напряжение, поступающее с выхода интегратора 2, и выходное напряжение, проходящее через сумматор 7. В этом случае v-2v,, (S) откуда .i.RyCotr ( Из выражений (4) и (6) следует, что ,. откуда частота генерируемых колебаний равна ...) При преобразовании Сх переключатель 5 замыкают, при этом на вход сумматора 7, имеющий коэффициент передачи, равный 4 , в течение отрицательного полупериода подается напряжение непосредственно с ключа 4, которое суммируется с выходным напряжением устройства 1 . В результате для момента равенства напряжений на выходах последнего можно записать для отрицательного полупериода: v-cv. ) 2кхСо CiQ КмСо откуда. (1- Сх/Со1 (9) в этом случае также выполняется , откуда: (10) При измерений параметров параллельной RL-цепи, последнюю включают на- входе усилителя постоянного тока, а в цепь отрицательной обратной связи включают опорный резистор. В этом случае Ч( в случае последовательных RL-, RC-цепей, включаемых в цепь отрицательной обратной связи усилителя, в качестве опорных элементов, подсоеди ненных к его входу, служат опорная индуктивность 1оДЛя|Я1-цепи, и опорный резистор для КС-цепи. При этом для RL-цепи: H(T-|;)() для RC цепи:, i(5b.v.-4i-) (14 Формула изобретения Преобразователь параметров RL-, RC -цепей в частотно-временные сигналы, содержащий измерительную цепь состоящую из усилителя постоянного 26 тока, в цепь отрицательной обратной связи и на вход которого подключены исследуемая цепь и опорный элемент, разделительную цепь и ключ, подключенный к переключателю рода работы, отличающийся тем, что, с целью упрощения в него введены .сравнивающий блок, интегратор и сумматор, причем выход сравнивающего блока соединен одним своим входом через интегратор, с управляющим входом ключа, первым входом сумматора, который является одним из входов устройства, а другим входом устройства является вход ключа, выход которого через разделительную цепь подключен ко второму входу сукматора и через переключатель рода работы - к третьему входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего блока .