SU873152A1 - Преобразователь параметров пассивных нерезонансных двухполюсников - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  составл ющих комплексных величин переменного тока при преобразовании параметров бесконтактных емкостных .цатчиков , схема замещени  которых состоит из известной емкости изол тора и комплексной проводимости, составл ющие которой несут информацию об исс.ледуемом объекте.

Известно устройство дл  преобразовани  параметров пассивных двухполюсников , которое содержит генератор синусоидального напр жени , исследуемый двухполюсник, операционные усилители , фазочувствительный индуктор, управл емый делитель напр жени , измерители отношени  напр жений, трансформаторы напр жени  и тока tl)..

Недостатком этого устройства  в- . л етс  низка  точность,.св занна  со сложностью структуры преобразовани .

Известен также преобразователь парё1метров пассивных нерезонансных двухполюсников, содержащий генератор синусоидального напр жени , исс.педуемый двухполюсник, вход которого подключен ко входу первого операционного усилител  с конденсатором в

цепи отрицательной обратной св зи, второй операционный усилитель с образцовым элементом в цепи отрицательной обратной св зи, вход которого св зан конденсатором с выходом первого операционного усилител  и резисторюм с выходом делител  напр жени , фазочувствительный индикатор, измерительный вход которого соединен с

10 выходом второго операционного усилител , трансформатор, измерители отношени  напр жений. В этом преобразователе формируютс  сигналы, совпадающие по величине и фазе с током,

5 протекающим через исследуемый двухполюсник , и падением напр жени  на измер емом параллельном соединении активной и емкостной проводимостей, причем сигнал напр жени  использует20 с  дл  разложени  сигнала тока компенсационным методом 2.

Однако наличие двух сигналов (тока и напр жени ), мен ющихс  в зависимости от величины измер емой

25 проводимости, а также от частоты рабочих напр жений, усложн ет структуру преобразовани , приводит к необходимости применени  двух измери- i телей отношени  напр жений что отрицательно сказываетс  на точности

преобразовател . Емкость, вход ща  в состав исследуемого двухполюсника и включенна  последовательно с измер емой проводимостью, представл ет большое сопротивление дл  низкочастотных токов. Поэтому в известном преобразователе, при достаточно малой величине указанной емкости сигнал наводки на выходе первого операционного усилител  может превышать полезный сигнал.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь параметров пассивных нерезонансных двухполюсников , содержащий генератор синусоидального напр жени , первый операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной св зи, конденсатор св зи , второй операционный усилитель с образцовым элементом в цепи обратной св зи, делитель напр жени , первый резистор св зи, инвертор и фазочувствительный индикатор, причем один из входов преобразовател  соединен с последовательно включенными первым операционным усилителем, конденсатором св зи, вторым операционным усилителем и фазочувствительным индикатором , выход генератора синусоидального напр жени  через инвертор, делитель напр жени  и первый резистор св зи соединен с входом второго операционного усилител  введен третий операционный усилитель с резистором в цепи обратной св зи, причем вход усилител  через резистор соединен с выходом генератора переменного напр жени  и через цепь обратной св зи с выходом первого операционного усилител , а выход третьего операционного усилител  соединен с другим входом преобразовател .

В результае введени  третьего операционного усилител  в преобра .зователе сигнал на выходе второго операционного усилител  определ етс  только параметрами измер емой части двухполюсника, в то же врем  напр жение на ней - величина посто нна  и не зависит от величины известной емкости,.вход щей в схему замещени , что упрощает структуру преобразовани , а следовательно, повышает точность преобразовател , позвол ет производить дальнейшую обработку сигнала с выхода второго операционного усилител  известными методами, используемыми при преобразовании параметров более простых двухэлементных двухполюсников.

На чертеже приведена .структурна  схема преобразовател .,

Схема преобразовател  содержит генератор l синусоидального напр жени , третий операционный усилитель 2, резисторы 3 - 6, исследуемый двухполюсник 7, конденсаторы 8 и 9 резистор 10, конденсаторы 11 - 13, первый и второй операционные усилители 14 и 15, фильтры 16 и 17, фазочувствительные индикаторы 18 и 19, фазовращатель 20, инвертор 21, делители 22 и 23, образцовый элемент 24. 5 Преобразователь работает следующим образом.

На вход исследуемого двухполюсника 7 с выхода операционного усилител  2 поступает напр жение U, опреO дел емое по формуле:

R-fo

Е )

шсе

ц. J f 4 J

.)

iio

lVC- ,

где и - напр жение на выходе суммирующего усилител ;

Е - напр жениегенератора 1; Ш - углова  часть измерительного напр жени .

При этом падение напр жени  на измер емой проводимости, образованной

параллельным соединением элементов 9 и 10, равно

МО

U---E

R,, +.

q,0

Если КлСд %С. (3), что легко выполнить на любых частотах, например , подбором величины R, то напр жение на измер емой проводимости

и - Е - и не зависит ни от часток

ты генератора 1, ни от величины измер емой проводимости. Напр жение на выходе усилител  14

,. .nil

W

- R ,

тем выше, чем ниже величина емкости Сд и частоты ш- Поэтому низкочастотные тока наводок(например, промышленной частс ты) , которые могут воз;НЙкать в объекте из1 ерени , существенно загрубл ют работу усилител  14, снижа  точность измерени . Фильтр 16, создава  глубокую отрицательную обратную св зь, а фильтр 17, разрыва 

положительную обратную св зь, подавл ют сигнал наводки, повыша  помехоустойчивость преобразовател , а также способствуют стабилизации его рабочего режима по посто нному току.

инвертор 21, регулируемые делители напр жени  22 и 23, резистор 6 и конденсатор 13 позвол ют установить необходимый компенсирующий ток на входе усилител  15. При этом в случае применени  резистора в качестве

образцового элемента 24 напр жение на выходе усилител  15 равно: eip9 4R4C,J) (. где К коэффициент передачи инвертора 21.; коэффициенты делени делителей напр жени 22 и 23; .bM номинальна  актив Н на , проводимость, величина которой устанавливаетс  делителем напр жени  22; - номинальна  емкость величина которой устанавливаетс  делителем напр жени  23. Фазочувствительные индикаторы 18 /19 фиксируют соответственно величины отклонений емкостной и активной проводимостей от их номингшьных значений . В св зи с тем, что в предлагаемом преобразователе величина напр жени  на измер емой проводимости не зависит от ее параметров. и частоты рабочих напр жений за счет введени  третьего операционного усилител , упрощаетс  структура преобразовани , сводитс  до минимума число настраиваемых элементов, что повышает точность преобразовател . Фильтры, вв.еденные в преобразователь , подавл ют

Claims (2)

1. низкочастотные нЗводки, повыша  его помехоустойчивость. Формула изобретени  Преобразователь параметров пассивных нёрезонансных двухполюсников, содержащий генератор синусоидального напр жени , первый операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной св зи, конденсатор св зи, второй операционный усилитель с образцовым элементом в цепи обратной св зи , делитель напр жени , первый резистор св зи, инвертор и фазочувствительный индикатор, причем один из входов преобразовател  соединен с последовательно включенными первым операционным усилителем, конденсатором св зи, вторым оперсщионным.усилителем и фаэочувствительным индика- тором, выход генератора синусоидального напр жени  через инвертор, делитель напр жени  и первый резистор св зи соединен с входом второго операционного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введен третий one- . рационный усилитель с резистором в цепи обратной св зи причем вход усилител  через резистор соединен с выходом генератора переменного напр жени  и через цепь положительной обратной св зи с выходом первого операционного усилител , а выход третьего операционного усилител  соединен с другим входом преобразовател . Источники информации, прин тые во внима ние при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 507830, кл. G 01 R 27/00, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 495617, кл. G 01 R 27/00, 1974 (прототип).