Преобразователь сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение Советский патент 1983 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к области контрбльно-измерительной техники и может быть использовано в кондуктометрии, при построении измерительной удельной электропроводности растворов, работающих с бесконтактными емкостными кондуктометрическими датчиками.

Известно устройство для измерения параметров двухполюсников, содержащее генератор синусоидального сигнала, опергщионный усилитель, г мплитудный детектор., фазовращатель, два синхронных детектора, два логометPaCll. :

Недостатком этого устройства явля ется возможность его использования .лишь Д.ПЯ измерения двухэлементных двухполюсников.

Известен также преобразователь трехэлементньох двухполюсников, соде.лащий генератор опорного напряжения, задатчик интервалов , опорный элемент, усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен исследуемый двухполюсник, кондуктометрический датчик, представляющий собой последовательное соединение конденсатора С и параллельной цепи, состоящей из конденсатора С 2 и резистора R .Чсм.фиг.1) дифференциаторы, ограничитель напряжения два интегратора, , инвертирующий масштабный преобразователь, весцвой сумматор и сумматор 2 .

Недостатком преобразователя является относительно низкая точность преобразования сопротивления R в напряжение, о.бусловленная неидеальностью характерист,ик и нестабильностью параметров функциональных звеньев. .

Цель изобретения повышение точности преобразования сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение. .

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение, содержащий генерато опорного напряжения, опорный элемент усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которог включен кондуктометрический датчик, ключ, задатчик интервала времени, причем управляющий выход генератора опорного напряжения соединен с входом задатчика интервала времени, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а выход интегратора, соединенный выходом с одним из входов весового суммматора, опорный элемент подключен к входу усилителя постоянного тока, введены дополнительные связи, генератор опорного напряжения, выходом одновременно coe динен с другим входом весбвОго сумма

тора и входом интегратора, выход . весового сумматора соединен с другим выходом опорного элемента, а выход усилителя постоянного тока соединен с входом ключа.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя, на фиг.2 - схема замещения.

Схема состоит из генератора опорного напряжения 1, интегратора- 2, весового сумматора 3, опорного элемента Сд-4, усилителя постоянного тока 5, кондуктометрического датчи;.а 6, представленного схемой замещения f (см,.фиг. 2 ; KJB04a 7, задатчика интервала времени 8. При это генератор опорного напряжения 1 соединен с интегратором 2 и одним входо весового сумматора 3, выход интегратора 2 соединен с другим входом весового сумматора 3, выход .весового сумматора 3 соединен с выводом опорного элемента 4, другой вывод которого соекинен с входом усилителя .постоянного тока 5, в цепь обратной связи которого подключен кондуктометрический датчик б, в.ыход усилителя постоянного тока 5 соединен с входом ключа 7. Управляющий выход генератора опорного воздействия 1 соединен с Е1ХОДОМ задатчика интервала времени 8, выход задатчика интер- . вала времени 8 соединен.с управляющим входом ключа 7.

Работа преобразователя сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение происходит сдед-ующим образом.

По сигналу Пуск с генератора опорного напряжения 1 на вход интегратора и. на один из входов весового (сумматора 3 подается опорное напря,жение Uflt&l. Выходной сигнал интегратора 2 будет иметь вид

i

, 0)

текущее время

где

С„ - постоянная времени интегратора.

Сигнал с выхода интегратора 2 поступает на другой вход весовсэго сумматора 3. Весовые коэффициенты cyMNOiрования соответственно равны для сигналов с генератора опорного напряжения 1, а для сигналов с выхода интеграто ра и, где о - безразмерная величина, определяемая следующим обjpasoM. Напряжение с выхода весового сумматора будет /

u-.)

(2}

или, переходя к изображению в опера-, торной форме

(3) Этот сигнал подается через опорны элемент Сд-4,.на вход усилителя по стоянного тока 5, выходной сигнал которого вi операторной форме опи сывается выражением U4(p)-ti( где К(р)- функция передачи, опред ляемая как отношение -ftf : где7( операторное сопротивлен кондуктрметрического да AOIT рс «. -рСг Функция передачи усилителя пос янного тока 4 имеет вид, C,C,R р.2Р V. - - -L Таким образом, выходной сигнал ус .лителя постоянного тока 4 , (-)(-Ar-r Р«-м/ Ч I 2 Ч ) 1 , р 1 г 1 2 р4Временная зависимость выходного с нала имеет вид , ч RC, / dC RC . . иS °( р I /-гс:: x(RC,.R2c2, jj(.,) .При регистрации напряжения на выходе ключа 7 в момент временя(7 5-6Йс« напряжение на выходе ключа /Сд .(o)c7-.-T7---c7f7A o) . -0(-)-0 Интервсш времени д вырабатывается задатчиком интервала времени 8. Видно, что выходное напряжение ключа в момент времени содержит две составлягацие. Приравнивая коэффициент при составляющей зависимой от емкости С нулю, получается уравнение для определения значения весового.коэффициента . - . { ojto . ( отсюда значение drTy/to . При установке полученного значения а в весовом сумматоре на юзходе ключа напряжение имеет вид , . ( Использование новых .связей повышает точность преобразования за счет исключения последовательно выпoлняe яJx над выходным сигналом измерительной схемы операций дифференцирования, интегрирования, масштабирования, суммирования, погрешности от KOTojaes складываются.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНДУКТСЖЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий ген.ератор. опорного напряжения, дпорный элемент, усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной свя- зи которого включен кондуктометрический датчик, ключ, задатчик интервала времени, причем управля1С№1 й выход генератора опорного напряжения соединен с входс задатчика интервала времени, вьвсод которого соединен с управлякидим входом ключа, выход интегратор, соединенный .вшкзяок с: одним из входов весового сумматора, опорный элемент подключен к входу усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повшиения точности, выход генератора опорного напряжения одновременно соединен с другим входом весового сумматора и входом интегратора, выход весового сумматора соединен с другим выходом опорного элемента, а выход усйг лителя постоянного тока соединен с :входс 4 ключа. .. О 01 4 СО ел