Преобразователь параметров комплексных электрических цепей в интервал времени

О П И С А Й И Е 382232

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.11.1972 (№ 1742230/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.Ч.1973. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 8Х111.1973

М. Кл, Н 03k 13/20

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Миниотрое

СССР

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

А. И. Мартяшин, А. Е. Морозов, П. П. Чураков, Э, К. Шахов и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области электроизмерительной и контрольной техники и может быть использовано как для измерения величин элементов RC u RL-цепей, так и для контроля последних по этим параметрам.

Известен преобразователь параметров комплексных электрических цепей в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, интеграторы, усилитель постоянного тока, дифференциатор, вычитающий усилитель, схему сброса и переключатель.

Однако в известном преобразователе информация о величинах составляющих комплексных цепей получается в виде двух различных по природе сигналов (напряжения и интервала времени) . Кроме того, величина получаемого в результате преобразования постоянного напряжения уменьшается с течением времени, что затрудняет его точное измерение.

С целью повышения точности преобразования в предлагаемом преобразователе выход усилителя постоянного тока (УПТ), в цепь параллельной отрицательной обратной связи которого включен образцовый резистор, соединен с одним инвертирующим входом вычитающего усилителя непосредственно, а с другим неинвертирующим — последовательно через дифференциатор и первый интегратор; выходы вычитающего усилителя и дифференциатора соединены с соответствующими входами переключателя, выход которого соединен с одним входом дифференциального усилителя-ограничителя, а выход последнего со5 единен со входом схемы сброса первого интегратора, выход которого подключен к другому входу дифференциального усилителя-ограничителя и через параллельно соединенные измеряемый резистор и конденсатор — ко вхо10 ду усилителя постоянного тока. Кроме того, в цем выход второго интегратора через образцовый конденсатор соединен со входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последо15 вательно соединенные измеряемый резистор и конденсатор, выход второго интегратора соединен через параллельно соединенные измеряемые катушки индуктивности и резистор со входом усилителя постоянного тока, в цепь

20 отрицательной ооратной связи которого включена ооразцовая катушка индуктивности и через образцовый резистор — со входом усилителя постояшгого тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последова25 тельно соединенные измеряемые катушки ипдуктивностп и резистор.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя. Рассмотрим ее работу на примере преобразователя

30 параметров параллельной RC-цепи.

382232

T=4 о

Я

15

Переключатель 1 находится в положении, при котором выход вычитающего усилителя 2 соединен с одним входом дифференциального усилителя-ограничителя 8, а с выхода последнего снимается напряжение Ео. При этом на выходе второго интегратора 4 напряжение из1 меняется во времени по закону — — En, где и ти — постоянная времени второго интегратора

4. Это напряжение через параллельно соединенные измеряемый резистор 5 с величиной сопротивления R и измеряемый конденсатор б с величиной емкости С подается на вход УПТ

7 с образцовым резистором 8 с величиной сопротивления Rn в цепи параллельной отрицательной обратной связи. С выхода УПТ 7 снимается напряжение

RoC Е + КЕо о ти R 4 которое подается непосредственно на инвертирующий вход вычитающего усилителя 2, а на неинвертирующий вход вычитающего усилителя 2 — последовательно через дифференциатор 9 и первый интегратор 10. При равенстве постоянных времени дифференциатора 9 и первого интегратора 10 с выхода вычитающего усилителя 2 снимается напряжение

RoC — — En и через переключатель 1 подается ти на один вход дифференциального усилителяограничителя, на другой вход которого подаRot ется напряжение — — с выхода второго ин OH тегратора 4. В момент перемены знака разности напряжений на входах дифференциального усилителя-ограничителя 8 меняется полярность его выходного напряжения. При этом выходное напряжение первого интегратора 10 сбрасывается до нуля при помощи сброса 11, и на один вход дифференциального усилителяограничителя 8 с выхода вычитающего усилителя 2 подается напряжение + Ео, а на

RoC CH другой с выхода второго интегратора 4 — наЕо RoC пряжение t и Ео. В момент по"и "и вторной смены знака на входах дифференциального усилителя-ограничителя 8 вновь меняется полярность его выходного напряжения и т. д. Период прямоугольных импульсов на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 8 определяется выражением

T=4RnC.

Если переключатель 1 находится в положении, когда на один вход дифференциального усилителя-ограничителя 8 подается через переключатель 1 напряжение + — " — с выл о.д

Rхода дифференциатора 9 (тд — постоянная времени дифференциатора 9), то работа пре20

60 образователя аналогична рассмотренной выше. Период прямоугольных импульсов на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 8 определяется в этом случае выражением

Работа преобразователя в случае преобразования параметров последовательных RC u

RL-цепей и параллельной RL-цепи аналогична.

Предмет изобретения

1. Преобразователь параметров комплексных электрических цепей в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель-Ограничитель, интеграторы, усилитель постоянного тока, дифференциатор, вычитающий усилитель, схему сброса и переключатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в нем выход усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен образцовый резистор, соединен с одним входом вычитающего усилителя непосредственно, а с другим — через дифференциатор и первый интегратор, выходы вычитающего усилителя и дифференциатора соединены с соответствующими входами переключателя, выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя-ограничителя, а выход последнего соединен со входом схемы сброса первого интегратора, выход которого подключен к другому входу дифференциального усилителя-ограничителя и через параллельно соединенные измеряемый резистор и конденсатор — ко входу усилителя постоянного тока.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем выход второго интегратора через образцовый конденсатор соединен со входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последовательно соединенные измеряемые резистор и конденсатор, 3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем выход второго интегратора соединен через параллельно соединенные измеряемые катушку индуктивности и резистор со входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включена образцовая катушка индуктивности.

4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем выход второго интегратора соединен через образцовый резистор со входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последовательно соединенные измеряемые катушки индуктивности и резистор.

382232

Составитель А. Белов

Техред Е. Борисова

Корректор М. Гарцевнч

Редактор Т. Морозова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2179/16 Изд. № 1550 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5