SU1734041A1 - Converter of clr-parameters of two-terminal networks - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной электротехнике и может быть использовано в измерителях параметров комплексных сопротивлений и проводимостей.The invention relates to measuring electrical engineering and can be used in measuring parameters of complex resistances and conductivities.

Целью изобретения является повышение устойчивости преобразователя при сохранении его точностных характеристик.The aim of the invention is to increase the stability of the Converter while maintaining its accuracy characteristics.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя CLR-параметров двухполюсников.The drawing shows a functional electrical diagram of the Converter CLR parameters of two-terminal devices.

Преобразователь CLR-параметров содержит источник 1 переменного напряжения, операционный усилитель 2, образцовый резистор 3, исследуемый двухполюсник 4, первый 5, второй 6 и третий 7 переключатели, резистор 8, катушку 9 индуктивности, клемму 10 опорного сигнала.The CLR parameters converter comprises an AC voltage source 1, an operational amplifier 2, a reference resistor 3, a two-terminal 4 under study, the first 5, second 6 and third 7 switches, resistor 8, inductance coil 9, and a reference signal terminal 10.

Первый выход источника 1 соединен с общей шиной, второй выход его соединен резистором 8 и катушкой 9, выходы которых соответственно соединены с первым, вторым выходами третьего переключателя 7, переключаемый вход переключателя 7 соединен с вторыми выходами переключателей 5 и 6 и клеммой 10, переключаемый вход переключателя 5 через двухполюсник 4, усилитель 2 соединен с первыми выходами переключателей 5 и 6 и информационным выходом преобразователя, инвертирующий вход усилителя 2 соединен через резистор 3 с переключаемым входом переключателя 6.The first output of the source 1 is connected to a common bus, its second output is connected by a resistor 8 and a coil 9, the outputs of which are respectively connected to the first, second outputs of the third switch 7, the switched input of the switch 7 is connected to the second outputs of the switches 5 and 6 and terminal 10, the switched input switch 5 through a two-terminal 4, the amplifier 2 is connected to the first outputs of the switches 5 and 6 and the information output of the converter, the inverting input of the amplifier 2 is connected through a resistor 3 to the switched input of the switch 6.

Преобразователь CLR-параметров двухполюсников работает следующим образом.Converter CLR-parameters of two-terminal operates as follows.

В режиме преобразования емкостных объектов (положение переключателей соответствует указанному на чертеже) последовательно с двухполюсником 4 включается резистор 8. В режиме преобразования индуктивных объектов (положение перекл ючателей, противоположное указанному на чертеже) последовательно с образцовым резистором 3 включается катушка 9 индуктивности.In the conversion mode of capacitive objects (the position of the switches corresponds to that indicated in the drawing), the resistor 8 is connected in series with the two-pole 4. In the conversion mode of inductive objects (the switch position of the switches opposite to that indicated in the drawing), the inductor 9 is connected in series with the model resistor 3.

Информационный Ux и опорный U_o сигналы в случае представления двухполюсника емкостью описываются выражениями ΐι _ I I j Ф CxRo ^{Ux _ Ut} 1 + j ω CxRo ^{Uo = Ut} 1 + jwCxR_o ’ а в результате деления полученных напряжений получается γ-p· — j (ύ CxRo,Information Ux and the reference U _o signals in the case of an two-terminal capacitance are given by ΐι _ II j F CxRo ^{Ux _ Ut} 1 + j ω CxRo ^{Uo = Ut} 1 + jwCxR _o 'and by dividing the obtained stress obtained γ-p · - j ( ύ CxRo,

Uo что указывает на отсутствие влияния резистора R на результат преобразования. Устойчивость такого преобразователя может быть оценена аналогично анализу устойчи5 вости прототипа.Uo which indicates the absence of the influence of the resistor R on the conversion result. The stability of such a converter can be evaluated similarly to the stability analysis of the prototype.

В результате такого анализа величина коэффициента демпфирования определяется выражениемAs a result of this analysis, the value of the damping coefficient is determined by the expression

откуда видно, что по сравнению с прототипом появился дополнительный член, а имен ноwhence it shows that, in comparison with the prototype, an additional member appeared, but

1Λ1Λ

RoRo

откуда выбором соотношения — можно Ro обеспечить устойчивость во всем диапазоне изменения щ. .whence the choice of ratio - Ro can provide stability over the entire range of variation of u. .

Если двухполюсник представлен индуктивностью, то после проведения аналогичного анализа коэффициент демпфирования 30 описывается выражениемIf the two-terminal is represented by inductance, then after a similar analysis, the damping coefficient 30 is described by the expression

откуда видно, что устойчивость в широком 4Q диапазоне изменения обеспечивается соотLo ношением ——.whence it is seen that stability in a wide 4Q range of variation is ensured by the ratio ——.

Ro где К_г- коэффициент усиления операционного усилителя преобразователя;Ro where K _g is the gain of the operational amplifier of the Converter;

Ro - величина сопротивления образцового резистора;Ro is the resistance value of the reference resistor;

С_х - величина емкости конденсатора исследуемого двухполюсника;C _x - the value of the capacitance of the investigated two-terminal;

m - коэффициент передачи операцион50 ного усилителя преобразователя на рабочей частоте, равный 2 πί · Gx · R_o;m is the transfer coefficient of the operational amplifier of the converter at the operating frequency, equal to 2 πί · Gx · R _o ;

G - величина проводимости исследуемого двухполюсника;G is the conductivity value of the studied two-terminal network;

f - рабочая частота, ω = 2πί;f is the operating frequency, ω = 2πί;

f_r - частота единичного усиления операционного усилителя преобразователя;f _r is the unit gain frequency of the operational amplifier of the converter;

R - величина сопротивления резистора, включенного на выходе генератора;R is the resistance value of the resistor included in the output of the generator;

Lo,L_x - величина индуктивности, включенной на выходе генератора или исследуемого двухполюсника, соответственно.Lo, L _x - the value of the inductance included at the output of the generator or the studied two-terminal, respectively.

Claims (1)

Lo.Lx - величина индуктивности, включенной на выходе генератора или исследуемого двухполюсника, соответственно. Формула изобретени  Преобразователь CLR-параметров двухполюсников, включающий источник переменного напр жени , перва  клемма выхода которого соединена с общей шиной, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей ши- ной, инвертирующий вход которого  вл етс  клеммой дл  подключени  исследуемого двухполюсника, а выход его  вл етс  информационным выходом преобразовател , образцовый резистор, перва  клемма которого соединена с инвертирующим входом операционного усилител , первый, второй и третий переключатели, клемму выхода опорного сигнала, причем переключаемый вход первого переключате- Lo.Lx is the value of the inductance switched on at the output of the generator or the two-terminal device being investigated, respectively. Claims of a bipolar CLR parameter including a source of alternating voltage, the first output terminal of which is connected to a common bus, an operational amplifier whose non-inverting input is connected to a common bus, the inverting input of which is a terminal for connecting the two-terminal device and its output is the information output of the converter, the sample resistor, the first terminal of which is connected to the inverting input of the operational amplifier, the first, second and third switches and, the output terminal of the reference signal, and the switchable input of the first switch л   вл етс  второй клеммой дл  подключени  исследуемого двухполюсника, первый выход его соединен с выходом операционного усилител , переключаемый выход второго переключател  соединен с второй клеммой образцового резистора, первый выход его соединен с выходом операционного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости преобразовател  при сохранении его точностных характеристик, введены резистор и катушка индуктивности, входные клеммы которых соединены с второй клеммой выхода источника переменного напр жени , а выходные клеммы которых соответственно соединены с первым и вторым выходами третьего переключател , переключаемый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго переключателей и клеммой выхода опорного сигнала.It is the second terminal for connecting the two-pole device under study, its first output is connected to the output of the operational amplifier, the switchable output of the second switch is connected to the second terminal of the reference resistor, and its first output is connected to the output of the operational amplifier, in order to increase the stability of the converter at maintaining its accuracy characteristics, a resistor and an inductor are introduced, the input terminals of which are connected to the second output terminal of the alternating voltage source, and the output terminals of which are respectively connected to the first and second outputs of the third switch, the switchable input of which is connected to the second inputs of the first and second switches and the output terminal of the reference signal.