Преобразователь параметров конденсаторов Советский патент 1982 года по МПК G01R27/02 G01R27/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения емкостей составляющих комплексных сопротивлений, а также активных проводимостей и сопротивлений.

По основному авт.св. № известен преобразователь параметров конденсаторов, содержащий источник опорного напряжения, соединенный операционный усилитель с опорным резистором в цепи обратной связи, один вывод . которого соединен с одним из зажимов для подключения измеряемого объекта,.другой зажим при этом соединен с общей шиной, а другой вывод опорного резистора соединен с; первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с вторым входом операционного усилителя и выходом источника опррного напряжения lj .

Недостатком известного устройства является то, что такое устройство позволяет осуществлять линейное преобразование только емкостных объектов. При подключении индуктивных объектов выходное напряжение связано с измеряемыми параметрами нелинейной зависимостью.

. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет линейного преобразования как индуктивных, так и емкостных

10 объектов.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров конденсаторов, содержащий источник опорного напряжения с опорным резистором в цепи обратной связи, один вывод которого соединен с одним из зажимов для подключения изме-i ряемого объекта, другой зажим при этом соединен с общей шиной, а другой

20 вывод соединен с первым входом блока -вычитания, второй вход которого соединен с вторым входом операционного усилителя, введены дифференциальныи усилитель и три ключа, примем первый вход дифференциального усилителя соединен с выходом блока вычитания, второй вход - с од ним из выводов первого ключа, вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вывод - с первым входом операционного усилителя и с одним из входом второго ключа, один из выводов которого соединен с выходом дифференциального усилителя и с одн из выводов третьего ключа,другой вы вод которого соединен с выходом бло вычитания, а выход третьего ключа соединен с выходными зажимами, На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобра зователя. Преобразователь содержит источни 1 опорного напряжения, операционный усилитель 2, первый вход которого соединен с одним из входных зажимов 3, а второй вход соединен с входом блока 5 вьшитания, вход 6 которог соединен с выходом операционного усилителя 2, дифференциальный усилитель 7, первый вход которого чере ключ 9 подключен к источнику 1 опорного напряжения, второй вход со динен с выходом блока 5 вычитания, ключи 9 и 10, измеряемый объект 11 (Z , ), входной зажим 12, выходные зажимы 13 и Н. При измерении индуктивных объектов ключей 8, 9 и 10 находятся в положении L. Таким образом, напряжение U источника 1 опорного напряжения через ключ 8 подается на вход дифференциального усилителя 7, на второй вход которого приложено напряжение и , которое равно разности напряжений на входах блока 5 вычитания и, - U4

Напряжение U на выходе дифференциального усилителя 7 равно усиленной разности напряжений на его выходах:

U.,

(2)

где к - коэффициент усиления усилителя 7.

Напряжение U2 для индуктивных объектов, представленных последовательной схемой замещения, (L , ,

..(5)

Таким образом, в отличие от известного предлагаемое устройство позвляет осуществлять преобразования составляющих комплексных сопрО7 тивлений при двухзажимном подключении объекта.

Формула изобретения

Преобразователь параметррв конденсаторов по авт.св. М , 4 где. LX - реактивная, а R - активная составляющая), равно: ((H-. , „.(3) JCOL. Решив совместно уравнения(1), (2), и (З) относительно О, ,полуи,( . D о 4i iliil Линейность напряжения И обеспечивается в том случае, когда jcoLx-v R. R.k itoLx Rx 1 Отношение где а - коэффициент передачи усилителя, который на каждом пределе преобразования может меняться в одном из диапазонов 0,1-1 , 1-10, 10-100 и т.д. Таким образом, приняв U 1, К 10 , получим погрешность 0,01, а при а 10 и том же к§ 0,001%. При преобразовании емкостных объектов, представленных параллельной схемой замещения С, 6(где Сч реактивная,СX активная составляющие) , ключи 8, 9 и 10 переводятся в положение С, в результате чего выходное напряжение U генератора 1 опорного напряжения приложено к входу операционного усилителя 2- и первому входу блока 5 вычитания, выходное напряжение U которого выводится на выходной зажим 13, дифференциальный усилитель 7 в этом случае не используется и он отключен. Напряжение U в данном случае равно

отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него .введены дифференциальный усилитель и три ключа, причем первый вход дифференциального усилителя соединен с выходом блока вычитания, второй вход - с одним из выводов первого ключа, вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вывод с первым входом операционного усилителя .и с одним из входов второго

ключа, один из выводов которого соединен с выходом дифференциального усилителя и с одним из выводов третьего ключа, другой вывод которого соединен с выходом блока вычитания, а выход третьего ключа соединен с выходньмми зажимами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № ЗЗ+бОЗ, кл. G 01 R 27/26, 1979