ИНВАРИАНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ В ВИДЕ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для построения параметрических измерительных преобразователей, инвариантных к изменениям параметров источников питания и другим влияющим величинам.

Известен [I] дифференциальный измерительный преобразователь в виде детали напряжения, включенный последовательно в цепь с источником питания.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность преобразования из-за влияния на результат нестабильности питания и наличия в функции преобразования постоянной неинформативной составляющей.

Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет обеспечения инвариантности к изменениям параметров источника питания и компенсации постоянной неинформативной составляющей в функции преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем дифференциальный преобразователь, крайние выводы которого соединены с полюсами источника питания, а средний вывод подвижен относительно крайних, последний соединен с общей точкой схемы, преобразователь снабжен двумя операционными усилителями, подключенными по схеме повторителя напряжения или масштабного усилителя к крайним выводам дифференциального измерительного преобразователя, сумматором, блоком вычитания и блоком деления, причем выход первого операционного усилителя соединен с первым входом сумматора, выход второго операционного усилителя - с вычитающим входом блока вычитания, суммирующий вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выходы сумматора и блока вычитания соединены со входами блока деления.

На чертеже показана схема инвариантного измерительного преобразователя.

Устройство содержит дифференциальный измерительный преобразователь 1, крайние выводы которого соединены с полюсами источника 2 питания и входами операционных усилителей 3 и 4 соответственно, включенных по схеме повторителей напряжения, а средний вывод - с общей точкой схемы, сумматор 5 напряжений, устройство 6 вычитания напряжений и устройство 7 деления. Сумматор 5 и устройство 6 вычитания выполнены на операционных усилителях 8 и 9, причем сопротивления резисторов 10 - 16 равны, а сопротивление резистора 17 приблизительно равно сопротивлению, полученному параллельным соединением резисторов 10 - 12.

Устройство работает следующим образом.

При изменении информативных параметров дифференциального измерительного преобразователя 1 напряжения на его крайних выводах относительно общей точки определяются соответственно выражениями:

где
E - ЭДС источника 2 питания, Z - начальное значение информативных параметров плеч преобразователя 1; Δ Z - информативные отклонения с соответствующими знаками параметров плеч преобразователя 1.

Напряжения U₁ и U₂ поступают на входы операционных усилителей 3 и 4, включенных в данном случае по схеме повторителей напряжения, и далее соответственно на первый вход сумматора 5 и вычитающий вход устройства 6 вычитания. Одновременно на второй вход сумматора 5 поступает напряжение U₃ с выхода блока 6 вычитания, на суммирующий вход которого поступает напряжение U₄ с выхода сумматора 5. При этом напряжения U₃ и U₄ определяются выражениями:


Сигналы (3) и (4) поступают на входы блока 7 деления, на выходе которого получают:

Как видно из (5), функция преобразования данного измерительного преобразователя является линейной, не зависит от нестабильности питания и не содержит постоянной неинформативной составляющей.

Инвариантный измерительный преобразователь в виде делителя напряжения относится к измерительной технике и может быть использован в приборостроении для построения параметрических измерительных преобразователей, инвариантных к изменениям параметров источников питания и другим влияющим величинам. В преобразователе повышается точность преобразования за счет обеспечения инвариантности к изменениям параметров источников питания и компенсации постоянной неинформативной составляющей в функции преобразования. Преобразователь содержит дифференциальный измерительный преобразователь 1, крайние выводы которого соединены с полюсами источника 2 питания и входами операционных усилителей 3 и 4 соответственно, включенных по схеме повторителей напряжения или масштабных усилителей, а средний вывод - с общей точкой схемы, сумматор 5 напряжений, блок 6 вычитания напряжений и блок 7 деления. Сумматор 5 и блок 6 вычитания выполнены на операционных усилителях 8 и 9, причем сопротивления резисторов 10 - 16 равны, а сопротивление резистора 17 приблизительно равно сопротивлению, полученному параллельным соединением резисторов 10 - 12. 1 ил.

Инвариантный измерительный преобразователь в виде делителя напряжения, содержащий измерительный преобразователь, крайние выводы которого соединены с полюсами источника питания, а средний вывод, подвижный относительно крайних, с одним из крайних являются выходной цепью, отличающийся тем, что общая точка схемы соединена со средним выводом дифференциального измерительного преобразователя, который снабжен двумя операционными усилителями, подключенными по схеме повторителя напряжения или масштабного усилителя к крайним выводам дифференциального измерительного преобразователя, сумматором, блоком вычитания и блоком деления, выход первого операционного усилителя соединен с первым входом сумматора, выход второго операционного усилителя соединен с вычитающим входом блока вычитания, суммирующий вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выходы сумматора и блока вычитания соединены со входами блока деления.