Преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи

Преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системе контроля и измерения и направлено на совершенствование преобразователей параметров электрической цепи в код. Целью изобретения является повышение быстродействия. Особенностью устройства, содержащего преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи в электрический сигнал и блоки обработки результатов измерений, является введение второго источника 9 опорного напряжения, импульсного элемента 8, элемента 10 задержки , элемента ИЛИ 11, элемента И 13, элемента НЕ 15, первого 14 и второго 16 преобразователей временного интервала в код вычислительного блока 17, что обеспечивает формирование и измерение двух временных интервалов Ti и и вычисление значений параметров двухполюсной электрической цепи с повышенным быстродействием . 3 ил. Ё Мх О со о ч о 00 Пуск

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 Я 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710502/21 (22) 04.04.89 г. (46) 23,03.91. Бюл, N 11 (72) А.М.Барановский, О.В.Мальцев и Е.В.Толокнов (53) 621.317(088.8) (56) Автоматический контрол ь радиоэлектронного и электротехнического оборудования./Под ред, В.M.Øëÿíäèíà и А,И.Мартяшина. — M. Энергия, 1972, с. 180, рис. 4-15,.

Мартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. — М.: Энергия, 1976, с. 347, рис, 6-19. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

ДВУХПОЛЮСНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ (57) Изобретение относится к системе контроля и измерения и направлено на совер„„ЯЦ „„1636798 А1 шенствование преобразователей параметров электрической цепи в код. Целью изобретения является . повышение быстродействия. Особенностью устройства, содержащего преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи в электрический сигнал и блоки обработки результатов измерений, является введение второго источника 9 опорного напряжения, импульсного элемента 8, элемента 10 задержки, элемента ИЛИ 11, элемента И 13, элемента НЕ 15, первого 14 и второго 16 преобразователей временного интервала в код вычислительного блока 17, что обеспечивает формирование и измерение двух временных интервалов Т1 и Т2 и вычисление значений параметров двухполюсной электрической цепи с повышенным быстродействием. 3 ил, 1636798

Изобретение относится к системам контроля и измерения и направлено на совершенствование преобразователей. параметров электрической цепи в код, Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема преобразователя параметров двухполюсной электрической цепи; на фиг. 2 — временные диаграммы эпюр напряжений в различных точках электрической схемы; на фиг.3 — программа вводы вычислений и вывода результатов расчета вычислительного блока (микро-38 M).

Преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи (ДЭ Ц) содержит первый источник 1 опорного напряжения, коммутатор 2, опорный резистор 3, резистор 4, конденсатор 5, усилитель 6 постоянного тока, блок 7 сравнения, импульсный элемент 8, второй источник 9 опорного напряжения, элемент 10 задержки, элемент

ИЛИ 11, RS-триггер 12, элемент И 13, первый преобразователь 14 временного интервала в код, элемент НЕ 15, второй преобразователь 16 временного интервала в код, вычислительный блок 17, общую шину

18, шину 19 "Пуск".

На фиг.2 приведены следующие диаграммы: а — напряжение Оп на шине 19

"Пуск"; б — напряжение UA на выходе коммутатора 2; в — напряжение Ог, на выходе усилителя 6 постоянного тока; г — напряжение Ов на выходе блока 7 сравнения; д— напряжение Ог на выходе элемента ИЛИ 11; ж — напряжение UE на прямом выходе RSтриггера 12; з — напряжение U® на инверсном выходе RS-триггера 12; и напряжение U> на выходе элемента И 13, Первый выход источника 1 соединен с первым входом коммутатора 2, второй вход которого соединен с шиной 18 "Земля", к которой подключены также второй выход первого источника 1 опорного напряжения, третий выход второго источника опорного напряжения 9 и второй вход усилителя 6 постоянного тока, первый вход которого через опорный резистор 3 подключен к выходу коммутатора 2, при этом в цепь обратной связи усилителя 6 постоянного тока включена двухполюсная электрическая цепь, состоящая из параллельно включенных резистора 4 и конденсатора 5, причем выход усилителя 6 постоянного тока соединен с первым входом блока 7 сравнения и первым входом импульсного элемента 8, второй вход которого соединен с вторым выходом (-Uz) второго источника 9 опорного напряжения, первый выход которого (-U<) соединен с вторым входом блока 7 сравнения, выхол

30

߄ (t — to )/Rx Cx

Ue(t)=-Åo R t1 — е ),(1) где Ro — сопротивление опорного резистора.

Первый интервал времени заканчивается в момент t<, когда напряжение Ое(1) равно напряжению на первом выходе второго источника опорного напряжения, которое равно -U>, Следовательно, будет справедливо

55 соотношение

T1/Rx сх

-Ul = -Е, —" (1 — е ). (2)

Из (2) получают

1О

20 которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 11, второй вход которого подключен к шине 19 "Пуск", которая также соединена с третьим и вторым входами соответственно первого 14 и второго 16 преобразователей временного интервала в код, с входом элемента 10 задержки и вторым входом блока 17, первый вход которого соединен с выходами первого 14 и второго 16 преобразователей временного интервала в код, четвертый вход последнего подключен к выходу блока 7 сравнения, а первый вход второго преобразователя 16 временного интервала в код, соединен с выходом элемента

И 13, который также подключен к третьему входу блока 17, первый выход которого подключен к третьему входу второго преобразователя 16 временного интервала в код и связан с входом элемента НЕ 15, выход которого подключен к четвертому входу первого преобразователя 14 временного интервала в код, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходом RS-триггера 12, S-вход которого соединен с выходом элемента 10 задержки, а R-вход — с выходом 0 элемента ИЛИ 11, причем прямой выход RSтриггера 12 также подключен к третьему входу коммутатора 2, а инверсный выход

RS-триггера 12 подключен к второму входу элемента И 13, первый вход которого соединен с выходом импульсного элемента 8, при этом второй выход блока 17 является выходом преобразователя параметров ДЭЦ.

Преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи позволяет сформировать электрический сигнал, в котором информация о величинах сопротивления Rx и емкости С> будет содержаться в двух интервалах времени. Первый интервал

Т1 формируется при подаче в момент Т на вход опорного резистора напряжения Е> от первого источника 1 опорного напряжения.

При этом выходное напряжение усилителя постоянного тока будет изменяться по закону

1636798

U1 Rp

Rx (3) T1/Rx Cx )

Ео(1 — е

Второй интервал формируется при отключении в момент t1 напряжения Ео от входа опорного резистора и подключении к нему через коммутатор шины "Земля". В этом случае напряжение на выходе усилителя постоянного тока будет изменяться по закону (< t! ) "х х

Us(t) --U1 е (4)

Интервал времени Тг заканчивается в момент 1г, когда напряжение UI,(t) равно напряжению -02 на втором выходе источника опорного напряжения. Поэтому для момента tz из соотношения (4) получают

RxCx

"2 Тг (5)

In — in—

02 01

U1 Uz

Подставив (5) в (3) получают значение Rx

Rx = U1R,/(Eo (1 — ехр (— — In — ),(6)

Т1 01

Т2 02

Из формулы (5) при известном Rx можно получить выражение для вычисления Сх

Сх = Tz/(Rõ In ) °

U1

02 (7)

Преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи работает следующим образом.

В момент тп на шину 19 "Пуск" подается импульс, по которому включается питание всех элементов преобразователя параметров ДЭЦ и подается импульс Оп на второй вход блока 17, третий и второй входы преобразователей временного интервала в код соответственно 14 и 16, через элемент ИЛИ

11 íà R-вход RS-триггера 12 и на вход элемента 10 задержки. По этому импульсу на инверсном выходе RS-триггера 12 устанавливается потенциальный сигнал Ож, а на его прямом выходе сигнал отсутствует, По импульсу Оп преобразователи.14 и 16 временных интервалов в код обнуляются и подготавливаются к работе. В блоке 17 по импульсу Оп обнуляется регистр управляющего слова ППИ и блок 7 выходит на начало программы, представленной на фиг.3, В элементе 10 задержки происходит запаздывание импульса Оп на время тз = to — тп и в момент то на выходе элемента задержки появляется сигнал Ог 24, который поступает на вход S-вход RS-триггера 12. По импульсу Ог на прямом выходе RS-триггера 12 появляется потенциальный сигнал UE, а на инверсном выходе RS-триггера 12 устанавливается нулевой сигнал. Сигнал UE поступает на второй вход первого преобразователя 14 временного интервала в код и запускает его, а

55 также подается на третий вход коммутатора

2, который подключает к опорному резистору 3 напряжение Ео от первого источника 1 опорного напряжения. Напряжение Ео через опорный резистор 3 подключается к первому входу усилителя 6 постоянного тока. Выходное напряжение Оь усилителя изменяется по закону (1). В момент t1, когда напряжение Ue на выходе усилителя 6 постоянного тока сравняется с напряжением — 01, на выходе блока 7 сравнения появляется сигнал Он, который поступает через элемент ИЛИ 11 на R-вход RS-триггера 12, а также на четвертый вход второго преобразователя 16 временного интервала в код и запускает его.

На прямом выходе RS-триггера 12 потенциальный сигнал пропадает, а на инверсном выходе появляется потенциальный сигнал Ож, который останавливает первый преобразователь 14 временного интервала в код, в котором зафиксирован код, соответствующий интервалу Т1, Изменение состояния RS-триггера 12 приводит к изменению состояния коммутатора 2, который отключает от входа опорного резистора 3 напряжение Ео и подключает к опорному резистору общую шину. Напряжение на выходе усилителя б постоянного тока Оь начинает изменяться по закону (4).

Когда оно превысит напряжение — Uz, на выходе импульсного элемента 8 появляется импульс, который поступает на первый вход элемента И 13. На втором входе элемента И

13 присутствует потенциальный сигнал Ож с инверсного выхода RS-триггера 12. Поэтому в момент tz на выходе элемента И 13 появляется импульс Оз. Этот импульс поступает на первый вход второго преобразователя 16 временного интервала в код, в котором зафиксирован код, соответствующий интервалу Тг. Импульс с выхода элемента И 13 поступает также на третий вход блока 17 и сигнализирует о том, что блок 17 должен считывать коды с первого и второго преобразователей 14 и 16 временных интервалов в код. Блок 17 считывает код, соответствующий Т1, с первого преобразователя 14 временного интервала в код. Этот код поступает на первый вход блока 17, так как на первом выходе блока 7 будет нулевой сигнал, благодаря чему на выходе элемента

НЕ 15 будет единичный сигнал, разрешающий считывание с первого преобразователя

14 временного интервала в код. После считывания кода, соответствующего Т1, на первый выход блока 17 выдается единичный сигнал (фиг.3), который поступает на третий вход второго преобразователя 16 воеменного интервала в код, с которого считывается

1636798 код, соответствующий интервалу Tz, После занесения этого кода в память блока 17 выполняются расчеты по соотношениям (6) и (7), представленные на фиг.3 подпрограммой ВВВ, записанной на языке "Бейсик".

После осуществления вычислений производится выдача результатов на второй выход блока 17 в виде кодов, соответствующих параметрам двухполюсной электрической цепи (коды Rx и Cx).

Таким образом, на выходе блока 17 получают значения параметров двухполюсной электрическбй цепи, состоящей из параллельно включенных резистора и конденсатора. При этом время преобразования в предлагаемом преобразователе значительно меньше, Например, если выбрать U) =

Ro (1-е ) и Uz=

Ео Rx -1 Ео Rx -1

Ro е, то интервал Т равен постоянной времени цепи, а интервал Tz равен

Тг = RxCx IA — = RxCxIA(8 ) = 0,54 RxCx, U<

-1

Ог

Таким образом, суммарное время преобразования будет меньше двух постоянных времени двухполюсной электрической цепи, Формула изобретения

Преобразователь параметров двухполюсной электрической цепи, содержащий источник опорного напряжения, первый выход которого последовательно соединен с первым входом коммутатора, опорным резистором, первым входом усилителя постоянного тока и первым входом блока сравнения, RS-триггер, шину для подачи сигнала "Пуск", причем второй выход источника опорного напряжения соединен с вторым входом коммутатора и общей шиной, второй вход усилителя постоянного тока соединен с общей шиной, первый вход и выход усилителя постоянного тока являются клеммами для подключения исследуемых резистора и конденсатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй ис5

45 точник опорного напряжения, импульсный элемент, элемент задержки, элемент ИЛИ, элемент И, элемент НЕ, первый и второй преобразователи временного интервала в код и вычислительный блок, выход блока сравнения последовательно соединен с первым kxopoM элемента ИЛИ, инверсным входом RS-триггера, первым входом первого преобразователя временного интервала в код и первым входом вычислительного блока, выход усилителя постоянного тока последовательно соединен с первым входом импульсного элемента, первым входом элемента И, первым входом второго преобразователя временного интервала в код и первым входом вычислительного блока, первый отрицательный выход второго источника опорного напряжения соединен с вторым входом блока сравнения, второй отрицательный выход его соединен с вторым входом импульсного элемента, а третий выход его соединен с общей шиной, шина

"Пуск" соединена с входом элемента задержки, выход которого последовательно соединен с прямым входом RS-триггера, и вторым входом первого преобразователя временного интервала в код, вторым входом элемента ИЛИ, третьим и вторым входами соответственно первого и второго преобразователей временного интервала в код и вторым входом вычислительного блока, выход элемента И соединен с третьим входом вычислительного блока, первый выход которого соединен с входом элемента НЕ и третьим входом второго преобразователя временного интервала в код, выход элемента НЕ соединен с четвертым входом первого преобразователя временного интервала в код, выход блока сравнения соединен с четвертым входом второго преобразователя временного интервала в код, второй выход вычислительного блока является выходом преобразователя двухполюсной электрической цепи, прямой выход RS-триггера соединен с третьим входом коммутатора, а инверсный выход — с вторым входом элемента И.

1636798

u„

Itð б

I t 14

u) т )т

В О

"lip

-и

Яд

Ro.

8 В

)j I!

Vô 1 м и

МИ А,ОАЕН;ЗАДАНИЕ РЕЖЩА РАВОТЫ

O(n ОРЕН;ППИ.

QAL: I N ОГСН; ДЩЦАНИЕ Щ(АНДЫ НА

CPI ЯН

М2 MAL; РАЗРБОЕНИЕ СЧИТЫВАНИЯ

1 N ОРВИ; СЧИТЫВАНИЕ С ПЕРВОГО СЧЕГЧИКА

MOO В,А;А- >В

MUI А, ОА6Н; ЗАДАНИЕ РЕЖИМА СЧИТЫВАНИЯ

Our ОРЕН;СО ВТОРОГО СЧЕТЧИКА

ВЛ А,О1Н;ВЫДАЧА 1 НА ВТОРОЙ СЧЕТЧ)Н

ОУХ OFCH

1N OFBH;СЧИТЫВАНИЕ СО ВТОРОГО СЧЕТЧИКА

SOV CА;А- С

CALL ВВВ; ОБРАЩЕНИЕ К ПП ВЫЧИСЛЕНИЯ

МК А,РХ;ЗАПИСЬ РЕЗУЛЬТАТА RX В АККИУЛЯТй . О()Т ОРАН;ВЫДАЧА РЕЗУЛЬТАТА СХ

@VI А,СХ; ЗАПИСЬ CX В АККУМУЛЯТОР

o(n ОРАН; ВыдАчА сх

EI

ВВВ: ;I)D ВЫЧИСЛЕНИЯ "Б ИС)И"

FX *UK » РО/ЕО/(I-EXP(-Ti )-ОС(О А/u2)/ Т.) )

CK * 72/$Х/!OQ(uI/L)2)

i@I и из

1Т

Фиг. 2

Фиг.3

Составитель В. Ежов техредМ,Моргентал Корректор А Обручар

Редактор А. Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101

Заказ 814 Тираж 415 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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