Преобразователь параметров RL и Rc-цепей в период электрических колебаний Советский патент 1982 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электромагнитной технике и предназначено для автоматизации измерения и контроля параметров электрических цепей и неэлектрических величин с помощью индуктивных и емкостных датчиков ..

Известен преобразователь паракветров сложных электрических R,L,G цепей в частотно- временные сигналы, содержащий усилитель-ограничитель, измерительную цепь, включающую усилитель постоянного тока с соответственно включенными исследуемой цепью и опорным элементом, дифференциаторограничитель и интегратор -сумматор

Ц.

Недостатком данного устройства является ограниченный диапазон изменения параметров исследуемой цепи и невысокая точность преобразования, обусловленная влия.нием на функцию преобразования неидеальности операций дифференцирования и ограничения

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь параметров LyRjr и ,- цепей в частотно-временные сигналы включающий измерительную цепь, содержащую усилитель

постоянного тока, опорный элемент и исследуемую цепь, разделительную цепь, ключ, переключатель рода работ, компаратор, интегратор, сумматор 2 ,

Недостатком известного устройства является нелинейность преобразования Ну или д параметров, а также, то,что при преобразовании

10 одного параметра преобразователь не позволяет контролировать другой параметр, что приводит к необходимости переключения преобразователя на другой параметр преобразования в

15 результате чего значительно снижает ся быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается

20 тем, что в преобразователь параметров RL- и RC- цепей в период электрических колебаний, содержащий компаратор, соединенный с входами интегратора и измерительной цепи, вы-

25 полненной на операционном усилителе, во входной цепи и в цепи отрицательной обратной „связи которого соответственно включены исследуемая цепь и опорный элемент, а выход измери30тельной цепи соединен с входом клю ча, cyNwaxop, переключатель рода работ, введены пассивный делитель, генератор коротких импульсов и запоминающий блок, причем выход интегратора подключен к первому контакт первой контактной группы переключателя рода работ, .управляющий вход генератора коротких импульсов подклю чен к выходу компаратора и выходу пассивного делителя напряжения, а вы ход его - к управляющему входу ключа выход последнего через заминающий блок подключен к одному входу сумматора и к первому контакту второй группы контактов переключателя рода работ, другой вход су№4атора соединен с выходом измерительной цепи, а выход сумматора подключен к второму контакту второй группы контактов переключателя рода работ, второй контакт первой группы контактов последнего соединен со средним выходом пассивного делителя напряжения, -а оба входа компаратора соо.тветственно соединены с управляющими контактами первой и второй групп контактов переключателя рода работ. На чертеже приведена функциональн схема преобразователя.. Пре.о&разователь состоит из компаратора 1, интегратора 2, пассивного делителя 3 напряжения, измерительной цепи 4, ключа 5 генератора б коротких импульсов, запоминающего блока 7 сумматора 8 и переключателя 9 рода работ. Работу предлагаемого устройства рассмотрим на примере преобразования параметра Сд для параллельной R Cx-цепи. В этом случае на входе усилителя постоянного тока включается исследуемая КдС)- цепь, а в цепи отрицатель ной обратной связи усилителя постоян ного тока - опорный конденсатор Со. В этом случае переключатель 9 рода работ ставится в положение преобразо ния параметра С ;,. В момент включения на выходе компаратора 1 будет напряжение + V. На выходе измерительной цепи 4 напряжение в операторной форме имеет вид 1 Сх Rbix иц(р) ретггео Скачкообразное воздействие с выхода ксмпаратора 1 подается на вход гене ратора 6 коротких импуль.сов /где происходит выделение переднего фрон та из импульса воздействия и формир вание прямоугольного-импульса малой длительности. Прямоугольный импульс с выхода генератора 6 коротких импульсов поступает на управляющий вх ключа 5. С помощью генератора б коротких импульсов и ключа 5 из напряж ния с выхода измерительной цепи 4 б ется только начальный скачок, опрееляемый по формуле Ue«,.K ftVot Это напряжение подается на второй ход сумматора 8 и через ключ-5,открыый сигналом с генератора 6 коротких мпульсов, подается на вход за.поминащего блока 7. На .выходе запоминающего блока 7 олучаем С,Уо 8ых VU Го Через переключатель 9 рода раот это напряжение проходит на перый вход компаратора 1 и сравниваетя с напряжением интегратора 2, оторое равно YnKT--V f Гиит - otu При равенстве в момент сравне-. ния на входах компаратора 1 полуаем период колебаний равный При преобразовании параметра R переключатель 9 рода работ ставится в положение RX.. В момент включения на выходе компаратора 1 будет напряжение + Vfl На выходе измерительной цепи 4 имеем напряжение tib иц(р) FCoRx То U8b,xu4 Это напряжение подается непосредственно на второй вход сумматора 8 и через ключ 5 подается на вход запоминающего блока 7. С выхода запоминающего блока 7 полученное напряжение подается на первый вход сумматора 8 р,и„ II - у ° . выхАд. Со На выходе сумматора 8 польчается разница этих двух поступающих напряжений%.z-eft.).(-e).i.t Через замкнутые контакты переключателя 9 рода работ на входы компаратора 1 подается два напряжения: с выхода сумматора 8 и с выхода пассивного делителя напряжения. Отсюда при равенстве напряжений на входах компаратора 1 ,в моиент времени Ц изменится знак напряжения на выходе и будет - V4. Период колебаний составит Устройство может одновременно выдавать информацию о RX в виде изменения периода и в виде амплитудного значения напряжения информац о втором параметре Сх . С выхода з поминающего блока 7 получаем Us.,..... c. - напряжение на выходе поминающего блока 7; С р - опорная емкость; Vo - опорное напряжение. При преобразовании последовате ной КдЬ,- цепи, последнее ставитс в цепь отрицательной обратной свя зи операционного усилителя измери тельной Цепи 4, а на вход подключается опорная индуктивность LO, переключатель 9 рода работ ставит ся в положение LX В момент включения на выходе к паратора имеем напряжение . t..... Это Нсшряжение через ключ 5 прохо дит на запоминающий блок 7, На вы ходе запоминающего блока 7 имеем напряжение .. L ., Ugb ya-foV С выхода интегратора 2 на втор вход компаратора 1 через первую .контактную группу переключателя 9 рода работ поступает напряжение §ь«. иит. Хи Напряжение с запоминакяцего бло 7 через переключатель 9 рода рабо проходит на первый вход компарато 1, где сравйивается с напряженийинтегратора 2. В момент равенства напряжений компаратор 1 перебрасывается,п риод колебаний равен ,-..,%и I f- о При преобразовании Rjfпереключа 9 рода работ ставится в положение R. Период определяется по формулеRjLtoQПри этом с выхода запоминающег блока 7 в виде амплитуды сигнала снимается напряжение %)) 1 - У(А,«) -J-o отсюда Ьх or I где и,х - напряжение на выходе за поминающего блока; LO - опорная индук1ивность Ve - опорное напряжение.. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получать информацию сразу о двух параметрах RxL или R;( цепи, один из параметров преобразуется пропорционально периоду колебаний, второй - амплитуде колебаний. Формула изобретения Преобразователь параметров RL и RC-цепей в период электрически: колебаний, содержащий компаратор, соединенный с входами интегратора и измерительной цепи, выполненной на операционнсяи усилителе, во входной цепи и в цепи отрицательной обратной связи которого соответственно включены исследушдая цепь и опорный элемент, а выход измерительной цепи соединен с входом ключа,сумматор, переключатель рода работ,о т л и ч аю щ и и с я тем, что,, с целью повышения быстродействия, в него введены пассивный делитель, генератор коротких импульсов и запоминающий блок, причем выход интегратора подключен к первому контакту первой контактной группы переключателя рода работ, управляющий вход генератора коротких импульсов подключен к выходу компаратора и выходу пассивного делителя напряжения, а выход его - к управляющему входу ключа, выход последнего через запоминающий блок подключен к одному входу сумматора и к первому контаку второй группы контактов переключателя рода работ, другой вход сумматора соединен с выходом измерительной цьпи, а выход сумматора подключен к STOpcwy контакту второй группы, контактов переключателя рода работ, второй контакт первой группы контактов последнего соединен со средним выходом пассивного делителя напряжения, а оба входа компаратора соостветственно соединены с упргшляющими контактами первой и второй групп контактов переключателя рода работ. Источники информации, принятые во внимание при,экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 457938, кл. G 01 R 27/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР о заявке 2636663/21, л. G 01 R 27/00, 1979.