Преобразователь параметров четырехэлементных двухполюсников в напряжение Советский патент 1982 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения параметров четырехэлементньпс двух- полижников. Известен преобразователь параметров грехэлементнык не резонансны к двухполюсн ков, позволяющий измеряг э параметры двухполюсников, пре оставляющих с обой параллел ное соединение конденсатора С с RC -цепью flj Недостатком данного преобразователя является невозможность измерения параметров четырехэлементного двухполюсника, представляющего собой параллельное соединение резистора, конденсатора и последовательной цепи, содержащей резистор и конденсатор. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь параметров нерезонансньк трехэлементных двухпо- . люсников в напряжение. Формирователь опорного напряжения, задатчик интервала времени, исследуемый двухполюсник, усилитель постоянного тока, образцовый конденсатор, первый и второй диффервнlOiaiopbi, ограничитель напряжения, первый и второй интеграторы, ключ, инвертирующий масштабный преобразсдаатель, вычитатель напряжений, напряжений 2 . Нед хлатком данного прео азоватвла являете; невозможность измерения параметров чютырехэлементного двухполюсника. Цель изофетешш - расширение функциональных возможностей преобразователя параметров четырекэлементньк двухполюсников в напряжение. Указанная цель достигается тем, что в преобразователь параметров четыра;:элементных двухполюсников в напряжение, содержавши формирователь опор ного напряжения, соединенный с одним из зажимов для подключения исследуемого Д1 гхполюсника, другой зажим при этом соединен с входом усилителя пес393тоянного тока, в цепи обратной связи которого включен о азцовый конденсате, цифференцнатор, эадатчик интервала времени, ключ, выход которотхэ соединен с входом интегратора, введены первый, второй и третий элементы выборки и хранения, первый, второй и третий вычитающие усилители, причем выход усилителя постоянного тока соединен с одним из входов первого вычитающего усилителя и входом первого элемента выборки и хранения, выход которого соединен с другим входом первого вычитающего усилителя, выход которого соединен с одним из входов третьего вычитающего усилителя, а через последовательно соединенные дифференциатор, третий элемент выборки и хранения - с входом ключа, выход интегратора соединен с другим входом третьего вычитающего усилителя, вьвсод дифферен циатора соединен с одним входом второго вычитающего усилителя, а выход третьего элемента выборки и хране1гия - с другим входом второго вычитающего усилителя, выход которого соединен с входо второго элемента выборки и хранения, выход формирователя опорного напряжения соединен с управляющим входом клю ча, и с входами первого элемента выбор ки и хранения и через задатчик, интервал времени с входом третьего элемента выборки и хранения. На фиг. 1 приведена структурная элек трическая схема преобразователя парамет ров четырехэлементных двухполюсников в напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы поясняющие принцип работы преобразователя. Преобразователь содержит формирователь 1 опорного напряжения, исследуемы двухполюсник, 2, усилитель 3 постоянног тока, образцовый конденсатор 4, первый элемент 5 выборки и хранения, пер ВЫЙ вычитающий усилитель 6, аифференциат 7, второй вычитающий усилитель 8, второй и . третий элементы выборки и хранения 9 и 10, задатчик 11 интервала времени, ключ 12, интегратор 13, третий вычитающий усилитель 14. Преобразователь работает следуквцим образом. По сигналу Пуск запускается форми рователь 1 оторного напряжения, кото™ рый вырабатьюает импульсное напряжени UQ прямоугольной формы (фиг, 2с(). Выходное напряжение усилителя 3 постоянного тока, обусловленное подачей 9 напряжения j, будет иметь изображение (1 -1 к Ъ() где К(р) изображение передаточной функции измерительной цепи; р - оператор Лапласса. - ± Н ц. RiCi- «.. i Со CoRiRlCi СсРгМг Р( ) где R «Rj., C.CQ параметры исследуемого двухполюсника 2; CQ- емкость образцового конденсатора 4. Uo, (РГ CpRy, ) Изофажение напряжения U,(p) во временной области имеет вид (фиг. 2б) м j.w -. , ОоССт Сг) Со -fe/RiCa 1оСаЛ е- гСг JJo. Со Ч/ CoRi В момент временив---to с мены знака напряжения Uo . выходное напряжение усилителя 3 постоянного тока U-j, (-to)UQC/I/CQ- пропорциональное параметру С.( , поступае на вход первого элемента выборки и хранения, управляемого формирова -елем 1 опорного напряжения. Напряжение U иоС,,/Сд поступает на один из входов первого вычитающего усиителя 6, на другой вход которого постуает напряжение Uj, (-t) с выхода усилителя постоянного тока 3. Выходное напряжение первого вычитающего усилителя 6, имеющее вид (фиг. 2) ,, (.)J. о Uo Со V поступает на вкод дифференциатора 7, выходное напряжение которого равно (фиг. 2г) UQ -t/R2Ca Ос где frt - постоянная дифференцирования дифференциатора 7. В момент времени t С 5RxCi задатчик 11 интервала времени вырабатывает импульс, под действием которого срабатьюает элемент 9 выбор и хранения. Напряжение о ( обрат нсятропорционально параметру R , посту пает через ключ 12, управляемый форм рователем 1 опорного напряжения, на вход интегратора 13. В результате совместной работы тре тьего элемента Ю выборки и хранения ключа 12 и интегратора 13, на выходе последнего имеет напряжение вида (фиг. 2) и,,а)-.. CviCoR, Coftt при т-Де ,- постоянная интегр рования интегратора 13, которое поступает на один из шсодов третьего вычитающего усилителя 14, на другой вход которого поступает напряжение (t) Напряжение C-t имеющее вид (фиг. 26) Ц/.)) В момент времени t - , будет пропорционально параметру Cj.. Выходное напряжение третьегх зломента 1О выборки и хранения поступает на один из входов второго вычитающего усилителя 8, на другой вход которого поступает напряжение U-; (t). Выходное напряжение второго вычитающего усилителя 8 имеет (фиг. 2)k) и а)..-, Jfi €- fil4 CoRi В момент времени напряжение ()-T Uo/CoRa. обратно пропорциональное параметру Кг поступает на второй элемент выборки и хранения, работой которой управляет формирователь 1 опорного напряжения. Напряжения Uj, U, и-14измеряются при помощи цифрового вольтметра Предлагаемый преобразователь позво ет измерять параметры четырехэлемент двухполюсников и может найти применение при электроскопических исхзледованиях биологических объектов, TEuooc как белковые растворы и живые ткани. Формула изобретения Преобразователь параметров четырех- элементных двухполюсников в напряжение, содержащей формирсжатель опорного нап-. ряжения, соединенный с одним из зажимов для подключения исследуемого двухполюсника, другой зажим при &том со&динен с входом усигагтеля постоянного тока, в цепи обратной связи которого включен образцовый конденсатор, . ренциатор, задатчик интервала времени, ключ, выход которого соединен с входом ш:, эгратора, отличающийся тем, что, с целью рвсширения функциональных возможностей, в него введены первый, второй и третий элементы выборки и хранения, первый, второй, и третий вычитающие усилители, причем выход усилителя постоянного тока соединен с одним из входов первого вычитающего усилителя и ксодом первого элемента выборки и хранения, выход которого соединен с другим Екодом первого вычитающегх усилителя, выход котррогч) соединен с одним на вхосов третьего вычитающего усилителя, а через последовательно соединенные дифференциатор, третий элемент выборки и хранения - с входом ключа, выход интегратора соединен с другим третьего вычитающего усилителя, выход дифферециатора соединен с одним входом второго вычитающего усилителя, а выход третьего элемента выборки и хранения - с другим входом второго вычитающего усилителя, выход которого соединен с в;ходом второго элемента выборки и хранения, выход формирователя опорного напряжения соединен с управляющим входом и с входами первого элемента выборки и хранения и через задатчик интервалов времени - с входом третьего элемента вььборки и хранения. Источники информации, прин5ггые во внимание при экспертизе 1.Преобразователь параметров переэлементных нерезонансных двухполюсников.- Приборы И системы управления, 1978, № 2.. 2.Авторское свидетельство № 493О21, кл. Н ОЗ К ia/2O, 15.О2.73 (прототип).

i

( . г

L

ж

«PWA/

L