Устройство для измерения параметров двухэлементных двухполюсников

Устройство для измерения параметров двухэлементных двухполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для контроля параметров электрических цепей . Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения путем обеспечения измерения параметров любых двухэлементных двухполюсников Выход блока 1 управления соединен с входом формирователя 2 опорного воздействия , его выход - с входом измерительной схемы 3, ее выход - с первыми входами умножителей 4 и 5, их вторые входы - с выходами блока управления, их выходы - с входами интеграторов б и 7, вторые входы которых подключены к выходам блока управления . Выходы интеграторов 6 и 7 являются выходами устройства. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

C0I03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

3 . "eQxP

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4778731/21 (22) 05.01.90, (46) 23.08,92. Бюл. ¹ 31 (71) Пензенский политехнический институт (72) А.Б.Лебедев и А.И.Мартяшин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 779912, кл. G 01 8 27/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

M. 1149182, кл. 6 Ot R 27/02, 1985.

Мартяшин A,M., Шахов Э.K., Шляндин . В.М. Преобразователи электрических параметров для сйстем контроля и измерения.

М.: Энергия, 1975, с.320. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХЭЛЕМЕНТН ЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ

«50 1756831 А1

2 (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для контроля параметров электрических цепей. Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения путем обеспеченйя измерения параметров любых двухэлементных двухпол осников. . Выход блока 1 управлеййя соединен c еходом формирователя 2 ойорного воздействия, его выход — с вхоДом измерительной схемы 3, ее выход -- с первыми входами умножителей 4 и 5, их вторые входы — с выходами блока уг1равления, их вйходы — с . входами интеграторов 6 и 7, вторые входы которых подключены к выходам блока управления. Выходы интеграторов 6 и 7 являются выходами устройства.. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1756831

5 двухэлементных двухполюсников, содержащее схему управления, первый выход кото20

30

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано. для контроля и измерения параметров электрических цепей.

Известен преобразователь параметров

RL- u RC-цепей в частотно-временные сигналы, содержащий сравнивающее устройство, интегратор, измерительную цепь, ключ, переключатель рода работы, разделительную цепь и сумматор. 1

Недостатком известного преобразователя.является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью переключения рода работы при измерении разных параметров цепи. 1

Известен также преобразователь параметров двухэлементных электрических цепей в код, содержащий операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью через исследуемую RC-цепь, первый делитель напряжения, опорный резистор, первый блок сравнения, второй делитель напряжения, второй блок срав нения, три делителя частоты, два блока совпадения, счетчик, генератор опорной частоты, реверсивный счетчик, блок деления кодов.

Недостатком преобразователя является отсутствие возможности преобразования параметров LC-цепей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является преобразователь параметров двухэлементных двухполюсников, содержащий схему управления, формирователь опорного воздействия, состоящий иэ источника опорного напряжения и первого ключа, измерительную схему, состоящую из исследуемого двухполюсника, операционного усилителя и опорного элемента, линии задер>кки, второй ключ и дифференциатор, причем выход схемы управления соединен с линией задержки и управляющим входом первого

: ключа, выход источника опорного напряже.: ния через первый ключ соединен с измери тельной схемой, выход которой через дифференциатор соединен с входом второ- 4 го ключа, управляющий вход которого соединен с выходом линии задержки.

Недостатками преобразователя является низкая точность, так как параметры исследуемого двухполюсника оцениваются по мгновенным значениям напряжения, измерение которых характеризуется значительной погрешностью и отсутствием возможности преобразования параметров параллельных и последовательных С-контуров, Цель изобретения — повыйение точности измерения и расширение области применения путем обеспечения измерения параметров любых двухэлементных двухполюсников.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров рой соединен с входом формирователя

ollopH0co воздействия, выход которого сое динен с измерительной схемой, состоящей из исследуемого двухполюсника, операциОнного усилителя и опорного элемента, дополнительно введены два умножителя и два интегратора, причем первые входы умножителей подключены к выходу измерительной схемы, вторые входы первого и второго умножителей соединены соответственно с вторым и третьим выходами схемы управления, а выход каждого умно>кителя соединен с соответствующим интегратором, первые и вторые управляющие входы которых подключены к первому и четвертому выходам схемы управления соответственно.

Поставленная цель достигается также тем, что схема управления состоит из генератора импульсов, счетчика и дешифратора, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого являются соответствующими выходами схемы управления.

На фиг,1 представлена схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, на фиг.3 — таблица включений исследуемых двухпалюсников и формируемых схемой управления знакопеременных функций, Устройство содержит блок 1 управления, формирователь 2 опорного воздействия, измерительную схему 3, умножители 4 и 5 и интеграторы 6 и 7.

Схема 1 управления состоит из генератора 8 импульсов, счетчика 9 и дешифратора

10.

Первый выход схемы 1 управления соединен с формирователем 2 опорного воздействия и первыми управляющими входами интеграторов, второй и третий выходы — с вторыми входами первого 4 и второго 5 умножителей соответственно, четвертый — с вторыми управляющими входами интеграторов, выход формирователя 2 опорного воздействия подключен к измерительной схеме 3, выход которой соединен с первыми входами умножителей 4 и 5, выходы которых подключены к интеграторам 6 и

7. Генератор 8 импульсов схемы 1 управления йодключен к счетному входу счетчика 9, выходы которого соединены с входами дешифратора 10, Работа устройства рассматривается на примере измерения параметров параллель1756831,,ной RC-цепи. В этом случае исследуемый ,.,двухполюсник необходимо включить во .входную .цепь операционного усилителя, включенного по схеме инвертирующего уси-лителя, а опорный элемент — резистор Ro — 5 ..в цепь отрицательной обратной связи.

Под действием тактовых импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов,.счетчйк 9 изменяет свое состояние.

Дешйфратором 10 изменяющийся код счет- 10 чика 9 преобразуется в последовательности управляющих сигналов (фиг,2), Дешифратор

10 может быть выполнен в виде комбинационной логической схемы. По импульсам, поступающим с первого выхода дешифратора 15

10 (фиг.2 — Ue) на формирователь 2 опорйого воздействия, последним вырабатываются сигналы пилообразной формы (фиг.2 - 08).

Этимй же импульсами интеграторы. 6 и 7 переводятся в режим интегрирования. 20

В оперативной форме реакция измерительной схемы 3 на линейно изменяющийся участок опорного напряжения выглядит сле- дующим образом, 0з(Р) = SRo(1/R+ CP)/P, 25 где S — скорость нарастания линейно изменяющегося напряжения;

P — оператор Лапласа;

RC — параметры исследуемого двухпол юсника. . 30

Во временной области выходное напряжение измерительной схемы 1 (фиг,2 — Uc):

Lb(t) = U<(t) = SRp(t/R + С). (1)

Данное напряжение поступает на первые входы умножителей 4 и 5, на вторые 35 входы которь1х с второго и третьего выходов дешифратора 10 поступают сигналы в виде знакопеременных функций (фиг,2 — О,), О) ), т.е. принимающих значение +U (в дальнейшем+1) на интервале линейного изменения 40 опорного напряжения и равных нулю в остальное время. Выходные напряжения умножителей 4 и 5 интегрируются итеграторами б и 7, поэтому умножение и интегрирование можно рассматривать как 45 интегрирование с различными знаками. Момент смены знака определяется из условия, чтобы результат интегрирования за интервал — Т действия знакопеременной функции, совпадающий с интервалом линейного 50 изменения опорного напряжения определялся одним из параметров исследуемого двухполюеника.

Выходные напряжения интеграторов 6 и 7 будут иметь вид (фиг.2 — Ue, Uk): 55

\ т (Звф) - «+.(, SRo(t/R+ C)dt f,õ SRo(t/R+Ñ)dtf и д (С х — 2 ) Q (2 t„— Т)1, (2) . SRO 1 2 Т2 где т„— постоянная интегрйрования.

Для того, чтобы вйходное" напряжение (2) первого интегратора 6 (фиг.2 — Ue) после интегрирования определялось значением R, необходимо, чтобы функция; формируемая на втором выходе дейифратора 10 (фиг.2—

Ua) изменяла знак с минуса на плюс в момент tx, определяемый как

2tx — Т = 0 — tx = Т!2, тогда результат интегрирования (2) (фиг.2—

Ue):

Т SRo 1

4%>

Для того, чтобы .выходное напряжение (2) второго интегратора 7 (фиг.2 — Щ после интегрирования не зависело ot значения R, необходимо (х — T /2 = 0 -"1х = ТМ2.

Для получения положительного результата интегрирования последовательность смены знака должна быть с плюса на минус (фиг.2 — Щ, Тогда результат интегрирования (2) (фиг.2 — 0 ):

0т — - С. ги

Через время Т сигнал с первого выхода схемы 1 управления возвращается в ис.:одное состояние. При этом напряжение н выходе формирователя 2 и знакоперем нные сигналы с второго и третьего выходов схемы

1 управления обращаются в нуль, а интеграторы переводятся в режим. хранения. В этот момент возможно снятие информации о параметрах исследуемого двухполюсника с выходов интеграторов 6 и.7. После этого сигналом, поступающим с четвертого выхода схемы 1 управления на вторые управля; ющие входы интеграторов 6 и 7, последние обнуляются. На этом один цикл измерения заканчивается и при поступлении следующего импульса с первого выхода дешифратора 10 схемы 1 управления работа устройства повторяется. Длительность цикла измерения определяется частотой тактовых импульсов генератора 8 импульсов и коэффициентом пересчета счетчика 9.

Аналогичным образом определяются параметры других схем двухэлементных двухполюсников. В таблице (фиг,3) приведены-схемы двухполюсников с указанием места их включения в измерительной схеме 3, знакопеременные функции, формируемые дешифратором 10 схемы 1 управления, и результаты измерения на выходах интеграторов би 7.

Предлагаемое устройство позволяет преобразовывать в напряжение параметры

1756831 любых двухэлементных двухполюсников, причем усреднение результата за счет интегрирования приводит к существенному снижению случайной составляющей погрешности. 5

Формула изобретения

1. Устройство для измерения параметров двухэлементных двухполюсников, содержащее блок управления, первый выход 10 которого соединен с входом формирователя опорного воздействия, выход которого соединен с измерительной схемой, состоящей из исследуемого двухполюсника, операционного усилителя, и опорного элемента, о т- 15 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения .путем обеспечения измерения параметров любых двухэлементных двухполюсников, в него введены два умножителя и 20 два интегратора, причем первые входы умножителей соединены с выходом измерительной схемы, вторые входы соответственно с вторым и третьим выхода-. ми блока управления. а выходы умножителей соединены с входами соответствующих интеграторов; первые и вторые управляющие входы которых соединены с первыми и четвертыми выходами блока управления соответственно.

2. Устройство по п.1, отл и ч а ю щ е ес я тем. что блок управления состоит из генератора импульсов, счетчика и дешифратора, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого являются соответствующими выходами блока управления.

1756831

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор А.Козориз

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

Заказ 3086 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Рауаская наб., 4/5