Способ преобразования параметров трехэлементных двухполюсников

Способ преобразования параметров трехэлементных двухполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения - расширение области применения способа, Разделение двух функционально связанных активных величин на две независимые активные , величины позволяет значительно расширить функциональные возможности способа за счет разложения на составляющие одной активной величины относительно другой при изменении частоты питающего напряжения. На преобразуемый двухполюсник 3 подается напряжение источника 1 питания, к выходу которого подключена схема замещения на усилителе 2 и образцовом элементе 4. Сумматор 5 суммирует сигнал усилителя 2 и делителя 6 напряжения , управляемого через детектор 7 огибающей с выхода квадратурного фазочувствительногй выпрямителя 8. Его сигнал, так же как и сигнал синфазного фазочувствительного детектора 9, обрабатывается измерителями 10 и 11 отношения напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ш ядет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4387639/21 (22) 03.03.88 (46) 07.05.91. Бюл. ¹ 17 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.П.Арбузов (53) 621.317.799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 356571, кл. 6 01 R 17/06, 1974.

Авторское свидетельства СССР

М 234508, кл. G 01.R 29/02, 1969. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЗЛЕМЕНТНЦХ ДВУХПОЛК)СНИ КО В (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения— расширение области применения способа, Разделение двух функционально связанных активных величин на две независимые ак.БЫ,» 1647450 А1 тивнь|е величины позволяет значительно расширить функциональные возможности способа за счет разложения на составляющие одной активной величины относительно другой при изменении частоты питающего напряжения. На преобразуемый двухполюсник 3 подается напряжение источника 1 питания, к выходу которого подключена схема замещения на усилителе 2 и образцовом элементе 4. Сумматор 5 суммирует сигнал усилителя 2 и делителя 6 напряжения, управляемого через детектор 7 огибающей с выхода квадратурнаго фазочувствительного выпрямителя 8. Его сигнал, так же как и сигнал синфазнога фазочувствительного детектора 9, обрабатывается измерителями 10 и 11 отношения напряжения, 2 з.п, ф-лы, 1 ил.

1647450

4 о р

АВх,у=АоВх,у, АВх хАР Х

„(Р1+ (j ) Аро = АоРо. (2) 35

А 1 Ар (Р +() " Рг) - )au "Рз — )и "Р, К (jr ) Pp

Ф вЂ” Sn

APp = А .1 (P1 +(jN) P2) +()Ф) (РЗ Ро K1 ) Ъ

Активная составляющая Аро относитель- но А 81 при S=0 имеет вид

P1+ Рз — PpK1 P1 nmN " Рг Рз — Po K 1 „, йе А 1Ар,— (1+Р1(РЗ PoK1)J пгл > Р2 (РЗ PoK1) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к измерению и араметро в трехэле мент ных двухпол юсников, и может быть использовано при построении преобразователей параметров трехэлементных двухполюсников.

Целью изобретения является расширение области применения способа.

Способ основан на том, что в процессе выполнения операций искусственно восстанавливаются реально существующие в двухполюснике соотношения между напряжениями и токами, текущими через элементы двухполюсника, независимо от вида схемы соединения элементов двухполюсника и режима преобразования (режим заданного тока или режим заданного напряжения).

В процессе преобразования параметров трехэлементного двухполюсника формируются активные величины, одна Авх „из которых прямо пропорциональна комплексному сопротивлению или комплексной проводимости Вх,у:

4 где Ао — активная величина источника питания, а другая Аро прямо пропорциональна параметру образцового элемента Ро/Яо;

1/Ro, Со 1/Со Lp 1/Lо:

Подставив уравнение(2) в выражение(1) .

Ао, получают соотношение, связывающее

Авх„и Ар,;

В то же время

By (Р1 +(!о )™м Рг) + (jN) РЗ, (4) где Р1, Рг, Рз — искомые частотонезависимые параметры двухполюсника (R, 1/R, С.

1/С, L, 1Й);

n — коэффициент, отражающий параллельное (n=1) или последовательное (и= -1)

15 соединение двухэлементной части трехэлементного двухполюсника;

m — коэффициент, характеризующий емкостный (m=1) или индуктивный (m=-1) характер Р2;

S — коэффициент, характеризующи 1емкостный (S=1) индуктивный (S=-1) и активный (S--0) характер параметра Рз; в — текущая частота.

С учетом выражения (4) соотношение (3) имеет вид

Результирующая активная величина, равная разности Ав„„и AP1 = APpK1 (Ар1— регулируемая активная величина, совпадающая пофазесАр и изменяемая поамплитуде;

K1 — коэффициент передачи управляемого делителя), равна А 1 = А℄— АрК1:

1647450 а ее производная по частоте д (Re АЯ1 Apo )

Р â€” +. пп1 g>2Am — "P2 2 (РЗ РоК1 ) дв

1

2пт 2 2 (1 + P1(PÇ РоК1)) Am<0 " ??2 (???? ??????1) (?? ????” p ?? (p>+ pa — p к pi 7nmrv " pz ps — poKi ) Я 1 + P1 (РЗ вЂ” Po К1 ) ) -+ nm В 2па р2 2 (РЗ вЂ” ро К1 )2 ) (3.<> ) Р2Ро:

fm А 1 АР

АР1/Аро = Рз/Ро .

Йе АО Ар, — "дт — P)P

Р2 (1 + Р2 Рз — PoK1 ) + nm й) P1,(РЗ РоК1 )

В.Е А.;1 Ар = М1 Ро (1+P2(Р3 — P,К1))2 oman " P1 (РЗ вЂ” Р.К1 )

Ро (уцп р

А Е1

AQ =Аро Ж1 К2.

Подставив Ар, и А 1, при S=O получают

АР1 РЗ ро Ро

РоР1 К2 PÇ РоК1 PiK2 + J C0 (PoP2 PÇ вЂ” РоК1 Р2К2 ) 1 + (P3 — К1Р ) Р + { j N )" (Рз — К1Р ) P2

В состоя нии квазиравновесия Re АЬ %2 = 0

PoP1(1+®3 — КР. Р )+ " Р Р. PÇ вЂ” К1Р.

К2 (1+(РЗ К1Ро)Р1) + О" Р2 (РЗ К1Ро) д = (j (> ) РоР2, а1

АР2 х- — = PoP1; Г.1 равна нулю при Р3-Р,К1=0. Откуда

К1=РЗ/Po, С учетом К1

Apо А 1 Ро(Р1 +(jN) p2j и выходные величины имеют вид а выходные величины, полученные аналогично, описываются выражениями и не зависит от частоты, т.е. дК2/дж =0

ПрИ PÇ РоК1=0. ОтКуда K1=P3/Ро, à К2 С уЧЕтОМ К1 раВНО К2=РоР1. ПОдСтаВИВ К1 И К2 В

Af2 получают АК2 = A 1(J со)" РоР2 э выходные величины имеют вид

При S=m активная составляющая Аро относительно А 1 имеет вид

В том случае, когда Ар, раскладывают на составляющие посредством вычитания из Ар второй регулируемой величины

АР2 = Ак.1 К2, где K2 — коэффициент передачи второго управляемого делителя, вторая результирую35

АР1 Р3

Ъ оо

При S=m функции преобразования искомых параметров, полученные аналогично, имеют вид

1647450

АРг д — — = РоРг; у 51 Pi Рз

АРо

Если при изменении Арг устанавливаются <пш I АГг I, то функции преобразования аналогичны, так как

А г = АЬ { j m ) Рopг:с, и полученное оанее являетсч минимальным.

На черте><е приведена функциональная схема преобразователя,реализующего споСоб.

Напря><<ение с выхода источника 1 питания подается на вход усилителя 2, цепь отрицательной обратной связи кот;-ого состои.— из преобр .çóåìîãî двухгюлю,.ника

3 и образцового элемента 4, при этом в зависимости от схемы замещения r,">åîáðàзуемого двухпол осника выходное на. ряжеНИЕ уСИЛИтЕЛя ПряМО ПрОПОрцИОНаЛЬНО Вх,у или Ро, а выходное напряжение источника 1 питания поямо лрогюрционально Ро или

Bх у. Это напр: жение пост>паегна вхадсу ;i3TGp8 5, на другой в;<ОД которого . ;Одается нзпря>кение с вь) <<>да управляемого делите ля 6 напряжения. Коэффициент передачи управляемого делителя напряжения изменяется выходным напряжением ампли удного детектора 7 огибающей до тех пор, пока выходное напряжение фазочувствительного индикатора у выпрямителя 8 не будет зависеть от частоты источника 1 питания. В момент квазиравновесия выходное напояжение управляемого делителя 6 напряжения пропорционально Рз, а отношение активной составляющей выходного напряжения источника 1 питания ОтнОсительно выходного напряжения сумматора, выделяемых квадратурным 8 и синфазным

9 фазочувствительными выпрямителями, к выходному напряжению сумматора, выполняемые измерителями 10 и 11 отношения напряжений, пропорцинальны параметрам

Р1 и Рг. Функции преобразования для каждой конкретной схемы соединения элементов двухполюсника можно получить, подставив в выражения для выходных вели10

55 чин, полученных ранее, значения г|араметров Р1, Рг, Рз, Ро и коэффициентов п, m, S.

Формула изобретения

1. Способ преобразования параметров трехэлементных двухполюсников, заключающийся в том, что трехэлементному двухполюснику прикладывают заданное переменное напряжение, комплексное сопротивление или комплексную проводимость трехэлементного двухполюсника преобразуют в первую активную величину, изменяют частоту заданного переменного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа, формируют вторую активнук> величину, пропорциональную образцов; му комплексному сопротивлению ил. образцовой комплексной проводимости и совпадающую по фазе с первой активной величиной, вычитают вторую активную величину из первой активной величины, изменяют амплитуду второй активной величины до момента прекращения з-висимости разности первой и второй активных величин î — частоты заданного переменного напряжения, в этот момент опр,;деляют параметр первого элем<-;.нта .грeêçëåìåí Tíoã параллельно или последовательно остальным элеме .та:,, по отношению разности первой и второй активных величин к второй актьивной величине, параметры остальных weментов трехэлементного двухполюсника определяют по отношению активной и реактивной составляющих первой активной величины, 2, Способ по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что формируют вторую акт вную величину, регулируемую по амплитуде и совпадающую по фазе с первой активной величиной, изменяют амплитуду регулируемой активной величины до момента достижения разностью фаз первой и второй активных величин значения л /2, в этот момент осуществляют разложение первой активной величины на активную и реактивную составляющие путем вычитания из первой активной величины второй активной величины.

3. Способ по пп.1 и 2, отл ича ю щийс я тем, что регулируют амплитуду второй активной величины до момента. когда значение отношения активной и реактивной составляющих второй активной величины принимает минимальное значение.