Устройство для определения параметров многоэлементных двухполюсных цепей

Устройство для определения параметров многоэлементных двухполюсных цепей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет увеличения числа контролируемых эл.ементов двухполюсника и вариантов их сочетания. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, опорный элемент 2, операционный усилитель 3, интегратор 6, блоки 7...9 выборки-хранения и бло-- ки 13 и 14 вычитания напряжений. В устройство введен вычислительный блок 15, осуществляющий вычисление параметров цепи по результатам измерений и использующий алгоритмы, приведенные в тексте описания. Кроме того, введены масштабирующий преобразователь 5, блоки 10...12 выборки-хранения , ключ 16, блок 17 управления и образованы новые фзгнкциональные связи. 3 ил. 1 табл. § (/ фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 R 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3808246/21-21 (22) 31.10. 84 (46) 15,11.87. Бюл. У 42 (71) Пензенский политехнический институт (72) А. И, Иартяшин, А. В. Светлов и Б. В. Цыпин (53) 621.317.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 938201, кл. G 01 R 27/22, 1980.

Боровских Л. П. и др. О преобразовании параметров многоэлементных двухполюсников при импульсном питании, — Приборы и системы управления, 1978, У 2, с. 24 25. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАPANE ТРОВ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛ10СНЫХ

ЦЕПЕЙ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет увеличения. числа контролируемых элементов двухполюсника и вариантов их сочетания. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, опорный элемент 2, операционный усилитель 3, интегратор 6, блоки 7...9 выборки-хранения и бло-. ки 13 и 14 вычитания напряжений. В устройство введен вычислительный блок 15, осуществляющий вычисление параметров цепи по результатам измерений и использующий алгоритмы, приведенные в тексте описания. Кроме того, введены масштабирунлций преобразователь 5, блоки 10...12 выборки-хранения, ключ 16, блок 17 управления и образованы новые функциональные связи. 3 ил. 1 табл.

1 1

Z(p) = — — + R+ рС, С, 1

p +

RгСя

С

20 P+

R С, U(t) = — — а

По

R,Ñ, t

11 К

+ — -- (1-е ) U R

+ — -> +

По К (R, Обозначив:

U,Rг (Р о °

Rî

-2

К С о 1 о 1

U„R

R, Р

II Р з о

L г

Кгсг; з= R С

U (t) =V+V, t+e (1 e )+

+ Р (1-е ) (1) з

Блок 7 выборки-хранения запоминает

50 значение П (t) в момент t=0, пропорциональное значению R, т, е, определено значение U„ = Р,, Масштабирующий преобразователь 5 с коэффициентом передачи К передает его к интегратору 6, который его интегрирует с постоянной времени .„

К1! о

13

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерению параметров многоэлементных двухполюсных RC- или RL-цепей,о

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для определения параметров многоэлементных двухполюсных цепей; на фиг. 2 — виды контролируемых двухполюсников; на фиг. 3 схема блока управления.

Устройство для определения параметров многоэлементных двухполюсных цепей содержит источник 1 опорного напряжения, опорный элемент 2, операционный усилитель 3, исследуемую двухполюсную цепь 4, масштабирующий преобразователь 5, интегратор 6, блоки 7 — 12 выборки-хранения, блоки 13 и 14 вычитания напряжений, вычислительный блок 15, ключ 16 и блок

-17 управления, в который входят тактовый генератор 18, выход которого соединен с входами элементов 19 — 23 и

30 задержки, выходы которых соединены с входами формирователей 24 — 29 и

31 соответственно, выходы которых являются управляющими выходами блока 17 управления, выводы ключа 16 соединены с выводами двухполюсной ! цепи 4.

Выход источника 1 опорного напряжения через опорный элемент 2 соединен с входом операционного усилителя 3, в цепи отрицательной обратной связи которого включена исследуемая двухполюсная цепь 4, ° Выход источника 1 опорного напряжения соединен с входом масштабирующего преобразователя 5, выхоД которого соединен с входом интегратора 6. Выход операционного усилителя 3 соединен с входом блока 7 выборки-хранения и первым входом блока 13 вычитания напряжений. Выход блока 7 выборки-хранения соединен с вторым входом блока 13 вычитания напряжений, выход интегратора 6 соединен с третьим входом блока 13, а выход блока 13 соединен с входами блоков 8 — 12 выборки-хранения, Выходы блоков 8 и 9 выборки-хранения соединены соответственно с первым и вторым входами блока 14 вычитания напряжений, выход которого соединен с управляющим вхо52405 2 цом масштабирующего преобразователя

5. Выходы блоков 8, 10, ll и 12 выборки-хранения соединены с входами вычислительного блока 15. Управляю5 щие входы источника 1 опорного напря. жения, блоков 7 — 12 выборки-хранения и ключа 16 соединены с соответствующими выходами блока 17 управления.

Устройство работает следующим образом.

Пусть включен двухполюсник, представленный на фиг. 2а, имеющий функцию сопротивления где р — комплексная частота.

На входе операционного усилителя 3 при этом включается опорный элемент25 резистор 2 сопротивлением R,, По команде блока 17 управления источник 1 опорного напряжения подает на вход скачок напряжения амплитудой U, ° Выходное напряжение

З0 операционного усилителя 3 имеет вид получим окончательно:

1352405

Выходное напряжение блока 13 вычитания напряжений имеет вид:

U (t) = U (t)" — U — U = % t +

13 3 Т 6 < 2

+ 1. (1-е 2 ) + Р (1-е з ) 3 3

KUo

% ° о

Блоки 8 и 9 выборки-хранения запоминают величину выходного напряжения блока 13 выборки-хранения в моменты и г.„, в установившемся режиме после завершения переходного процесса, причем t у t„„:

8 43(1) 2 У . 3

KUî

- 1УФ

9 з(23) 2 29 1 3 з

KU

Я..

2У

Выходное напряжение блока 14 вычитания напряжений

U = U -U = (Я вЂ” --9.) (t — t )

KU

14 9 В 2 23 19 4 воздействует на управляющий вход масштабирующего преобразователя 5, изменяя коэффициент его передачи К так, чтобы U = О, при

14 К

& 9 р Р

При этом выходное напряжение масштабирующего преобразователя 5 пропорционально значению С, и равно

1 цО вл

= Я>

К С о 1

12 ч

U =KU =- — —.U

5 О Ц О о

t «t з(1е ) з (1е ) °

Для разделения экспоненциальных составляющих параметров К С и К Сз должно выполняться условие их различия. Примем, например, Тз + 6c.2.

В случае выполнения условия U =0

14 выходное напряжение блока 13 вычитания напряжений описывается следующим образом:

Блок 10 выборки-хранения запоми— нает сигнал в момент времени t, со ответствующий протеканию процесса с постоянной времени

5 >. :л

U =U (t ).= Р +<р" (1-е +3);

1о i3 3 3 3

Блок ll выборки-хранения запоминает сигнал в момент t = 2t з

U„=U (2t )=Р + q (1 e ); о

Блок 12 выборки-хранения запоминает сигнал в момент t соответствующий протеканию процесса с постоянной

BpeMeHH L<

t з(1-е 3) Ф5

=U (t ) = (1-е 2 )+ Ч

12 13 (. з

1n(U3- .)-1n(U,-U,)

I ц - 4о 1 Ro

«аа ° К

О °

- <3I7 3 3 е

О (О Ъ

U -Ч R щ ° в 3

О 3 Цо т --зо — „— °

3 R3 ЯРК

40 ср" =

3 % t y.

45 о

1n Р -1n(U -U — Ф" е < "2)

3 а 12 3

"a. ЦО 2

С= =-7 —— р. R

50 В таблице приведены расчетные формулы для вариантов исследуемых двухполюсников, а также указано, как включается опорный элемент и исследуемый двухполюсник, 20

Вычислительный блок 15 по результатам измерений производит вычисления параметров цепи на основе следующего алгоритма:

3 о

I II

q> е з =ср +ср - ц

3 2+ 3 3 1О

3 о о

Я>- е 3 =сР + Р— ц

3 . 3 3 11 °

1 ll учитывая, что U = P + P, получим:

° в з з

Uà-Ц Uÿ-U ((P

3 -t3/ . 2 3/гз е 3 е (U -ц ).e =(U,-U„,)e ;

1п(ц -U ) — — — = 1n(U -U ) - =It

2, t

В 10 &, В 11 4,3

1352405

7 13524 формулаизобретения

Устройство для определения параметров многоэлементных двухполюсных цепей, содержащее источник опорного

5 напряжения, операционный усилитель с клеммами для подключения опорного элемента и исследуемой двухполюсной цепи на входе и в цепи отрицательной обратной связи, три блока выборкихранения, два блока вычитания напряжений, интегратор, причем выход источника опорного напряжения соединен через входные клеммы с входом операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания напряжений и с входом первого блока выборки-хранения, выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания напряжений, выход второго блока выборкихранения соединен с первым входом второго блока вычитания напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него дополнительно введены блок управления, масштабирующий преобразователь, четвертый, пятый и шестой блоки выборки-хранения, вычислительный блок, ключ и

05 8 блок управления, причем вход масштабирующего преобразователя соединен с выходом источника опорного напряжения, выход масштабирующего.преобразователя соединен с входом интегратора, выход которого соединен с третьим входом первого блока вычитания напряжений, выход которого соединен с входами второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков выборки-хранения, выход третьего блока выборки-хранения соединен с вторым входом второго блока вычитания напряжений, выход последнего соединен с управляющим входом масштабирующего преобразователя, выходы второго, четвертого и пятого блоков выборки-хранения соединены с первым, вторым и третьим входами вычислительного блока, выход шестого блока выборки-хранения соединен с четвертым входом вычислительного блока, управляющие входы источника опорного напряжения всех блоков выборки-хранения и ключа соединены с соответству.— ющими выходами блока управления, выводы ключа соединены с соответствующими выводами исследуемой двухполюсной цепи, Э!

К ист цппрного напр.!

pf 1-)чу & Зьйориикр.7

К 6-ку ол. Зыбортхр. 12

К 4-дну Мку

Зь/доркц -хр. t0

К 5-му длоку дь!дорки хр. 0

К Я-ому длоку оы1орки — хр. 8

К Я-ему и иу ьiборкц — xp. g

К ключу 4

Фиг.5

Составитель В. Смирнов

Редактор Л. Веселовская Техред Л.Олийнык Корректор M. Шароши

Заказ 5562/44 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4