Преобразователь параметров четырехэлементных двухполюсников в напряжение

Преобразователь параметров четырехэлементных двухполюсников в напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик ()938199 (6f ) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22)Заявлено 17.11.80 (2I) 3004670/18-21

QO1g 27/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет тоеудерстеенный коинтет

СССР

IIo делом нзобретеннй н открытий

Опубликовано23.06.82. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (53) УД К 621.317.

° 33 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Мартяшин, В. М. Чайковский и П. П. Чураков- (1I ) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ

ДВУХПОЛЮСНИКОВ Б НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения параметров четырехэлементных двухполюс ников.

Известен преобразоватетп, параметров трехэлементных нерезонансных двухполюсников, позволяющий измерят параметры двукполюсников, пре дставляющи х собой параллельное соединение конденсатора С c RC -це-,, пью (1) .

Недостатком данного преобразователя явлчется невозможность измерения параметров четырехэлементного двухполксника, представляющего собой параллельное соединение резистора, конденсатора и последовательной цеети, содержащей резистор и конденсатор.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь параметров нерезонанснык трехэлементных двухпо-, люсников в напряжение. Формирователь опорного напряжения, задатчик интерва2 ла времени, исследуемый двухполюсник, усилитель постоянного тока, образцовый конденсатор, первый и второй дифференции оры, ограничитель напряжения, первый и второй интеграторы, ключ, инвертирукщий масштабный преобразователь, вычитатель напряжений, сумматор напряжений P2) .

Нед статком данного преобразователя является невозможность измерения параметров четырехэлементного двухполюсникав

3Хель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразоватеття параметров четырехэлементных двухполксников в напряжение.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь параметров четыреткэлементных двухполюсников в напряжвние, содержащий формирователь опорного напряжения, соединенный с одним из зажимов для подключения исследуемого двухполюсннка, другой aamw rrpu этом соединен с входом усилителя пос938199

C«К С 4К1Сг.4К СЯ. 4

30 р- с R R,cl р4К К1С1!

СсРРР1 Р(У+ — 1-1

k1C2. тоянного тока, в цепи обратной связи которого включен образцовый конденсатор, диффереициатор, задатчик интервала времени, ключ, выход которого соединен с входом интегратора, введены первый, второй и третий элементы выборки и хранения, первый, второй и третий вычитакщие усилитепи, причем выход усилителя постоянного тока соединен с одним из входов первого вычитающего усилителя и входом первого элемента выборки и хранения, выход которого соединен с другим входом первого вычитак щего усилителя, выход которого соединен с одним из входов третьего вычитающего усилителя, а через последсвательно соединенные дифференциатор, третий элемент выборки и хранения — с входом ключа, выход интегратора соединен с другим вхо дом третье го го вычитающого усилителя, выкод дифференциатора соединен с одним входом второго вычитающего усилители, а выход третьего элемента выборки и хранения — с другим входом второго вычитающего уси- 25 лителя, выход которого соединен с входом второго элемента выборки и хранения, выход формирователя опорного напряжения соединен с управляющим входом ключа, и с входами первого элемента выбор- зо ки и хранения и через задатчик интервалов времени с входом третьего элемента выборки и хранения.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преобразователя парамет-з ров четырехэлементных двухполюсников в напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы поясняющие принцип работы преобразователя.

Преобразователь содержит формирова40 тель 1 опорного напряжения, исследуемый двухполюсник, 2, усилитель 3 постоянного тока, образцовый конденсатор 4, первый элемент 5 выборки и хранения, пер» вый вычитающий усилитель 6, дифференциатор

7, второй вычитающий усилитель 8, второй и . третий элементы выборки и хранения 9 и 1 О, задатчик 11 интервала времени, ипоч

12, интегратор 13, третий вычитающий усилитель 14.

Преобразоватеп работает следующим образом.

По сигналу «Пуск» запускается формирователь 1 опорного напряжения, который вырабатывает импульсное напряжение N

00 прямоугольной формы (фиг. 20).

Выходное напряжение усилителя 3 постоянного тока, обусловленное подачей напряжения 0, будет иметь изображение вида

" (р) "о (р) где "(р) - изображение передаточной функции измерительной цепи;

P — оператор Лапласса. где К<, Р>, С1, C — параметры исследуемого двухполюсника 2;

Cä- емкость образцового конденсатора 4.

ОоС1 3 0о(СЛ 1С + R С1)

0 + (р® Со 14 — 1 — Со 1С1

,С, 0 1 — + р+ " СоС1К „R> p(p+ 1)

R,Ñ1 а>с, Изображение напряжения 0., (>) во временной области имеет вид (фиг. 2о)

UoCq - К С 0о(С1+С1)

О И)==е + -о Со (-+1 1с2 Цо Ц с

1-е )+т--4

%1 Со

U0C2(Е !К1С1 0о

Со

1, В момент времени.Ь=1о смены знака напряжения U, выходное напряжение усилителя 3 постоянного тока 0q (to)=

=ОоС I Со- пропорциональное параметру

, поступает на вход первого элемента выборки и хранения, управляемого формирователем 1 опорного напряжения.

Напряжение 0 = 0о С„ С поступает на один из входов первого вычитающего усилителя 6, на другой вход которого поступает напряжение Uq Я) с выхода усилителя постоянного тока 3.

Выходное напряжение первого вычитающего усилителя 6, имеющее вид (фиг. 24) поступает на вход дифференциатора 7, выходное напряжение которого равно (ф . гг)

Оо -. 4 С Оо

U,(e)=<+ „е +с

Со х Rq

93Sl99 6 двухполюсников и может найти применение при электроскопических исследованиях биологических объектов, таких как белковые растворы и живые ткани. где Г, - постоянная дифференцирования дифференциатора 7.

В момент времени т, = Чст Г 1=уст >

ЪЮ С ) эадатчик 11 интервала времени вырабатывает импульс, под действием которого срабатывает элемент 9 выборки и хранения.

Напряжение 01р = C> (ЦСой1 обратнопропорционально параметру К1, поступает через ключ 12, управляемый формирователем 1 опорного напряжения, на вход интегратора 13.

В результате совместной работы третьего элемента 10 выборки и хранения, ключа 12 и интегратора 13, на выходе последнего имеет напряжение вида (фиг. 2 ) Й) о

"11() Т„с Я„Сд„1

\ при Г -Т „, где Ги — постоянная интегрирования интегратора 13, которое поступает на один иэ входов третьего вычитакщего усилителя 14, на другой вход которого поступает напряжение 0 ().

Напряжение 0 4 (4.) именмцее вид (фиг. 2Е)

„„- ос. „-94 )

14 Со в момент времени т,= 1 ст, будет пропорционально параметру Cg.

Выходное напряжение третьего элемента 10 выборки и хранения 01о поступает на один из входов второго вычитающего усилителя 8, на другой вход которого поступает напряжение u H).

Выходное напряжение второго вычитающего усилителя 8 имеет (фиг. 2Ф)

„(ц -, де тс

Е Ф соК

В момент времени В= с напряжение

О Ьо) = Ь ЩСо, обратно пропорпио- 5о нальное параметру Я поступает на вто- ° рой элемент выборки и хранения, работой которой управляет формирователь 1 опорного напряжения.

Напряжения 5, 0, О о, 0 4 измеря- 55 ются при помощи цифрового вольтметра.

Предлагаемый преобразователь позволяет измерять параметры четырехэлементных

Формула изобретения

Преобразователь параметров четырехэлементных двухполюсников в напряжение, содержащий формирователь опорного нап-. ряжения, соединенный с одним из зажимов для подключения исследуемого диухполюсника, другой зажим при этом соединен с входом усилителя постоянного тока, в цепи обратной связи которого включен образцовый конденсатор, дифференциатор, задатчик интервала времени, ключ, выход которого соединен с входом ин, згратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функцис нальных возможностей, в него введены первый, второй и третий элементы выборки и хранения, первый, второй, и третий вычитающие усилители, причем выход усилителя постоянного тока соединен с одним иэ входов первого вычитающего усилителя и входом первого элемента выборки и хранения, выход которого соединен с другим входом первого вычитающего усилителя, выход которого соединен с DQBBM из вхоцов третьего вычитающе г о ус или те ля, а че ре з и осле цовательно соединенные дифференциатор, третий элемент выборки и хранения — с входом ключа, выход интегратора соединен с другим нхоом третьего вычитакщего усилителя, выход дифферециатора соединен с одним входом второго вычитающего усилителя, а выход третьего элемента выборки и хранения — с другим входом второго вычитакщего усилителя, выход которого соединен с входом второго элемента выборки и хранения, выход формирователя опорного нжряжения соединен с управлякщим входом ключа и с вхоаами первого элемента выборки и хранения и через задатчик интервалов времени — с входом третьего элемента выборки и хранения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Преобразователь параметров переэлементных нерезонансных двухполюсников; Приборы и системы управления", 1978, % 2..

2. Авторское свидетельство СССР

% 493021, кл. Н 03 К 13/20, 15.02.73 (прототип).