Измерительный коммутатор Советский патент 1984 года по МПК H03K17/00 

4J

00

со

а Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для коммутации измерительных линий преимущественно при тензометрических и температурных измерениях. Известен коммутатор, содержащий коммутирующие ключи, выходы которых подключены к первому выходу коммутатора, а управляющие входы - к выходам распределителя, вход которого соединен с первым выходом блока управления, а также дополнительные ключи, операционный усилитель и всп могательный- ключ, причем управляющие входы дополнительных ключей соединены с управляющими входами коммутирующих ключей, входы дополнительных ключей соединены с входами коммутирующих ключей, а выходы - с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого подключен к второму выходу коммутатора и входу вспомогательного ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, управляющйй вход - с вторьм выходом блока управления, а неинвертирующий вход операционного усилителя подключен -к общей шине С JНедостатками этого устройства являются наличие дополнительных ключей и отсутствие возможности компенс ции помехи в разомкнутом состоянии ключей. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является коммутатор, содержащий источник питания и выходные ключи, управляющие входы которых подключены к выходам распределителя, а выходы соединены с выход ми устройства, а также регулирующий и чувствительный элементы и источник опорного напряжения, при этом источник питания соединен с выходным ключами через регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с источником опорного напряжения, а вход - с выходами устройства через ключи обратной сйязи, управляемые синхронно с выходными ключами, приче выход регулирующего элемента через дополнительный ключ соединен с входо чувствительного элемента, а управляющий вход дополнительного ключа соединен с дополнительным выходом распределителя . г Известный коммутатор обладает сле дующими недостатками: в разомкнутом состоянии его качество, определяемое током утечки через разомкнутые ключи, ухудщается за счет, дополнительной проводимости через . вспомогательные ключи; в схеме существует третий управляемый ключ для шунтирования входа чувствительного элемента, который необходим для устранения помех, связанных с наводками при разомкнутом входе чувствительного элемента, имеющего больщой коэффициент усиления, что усложняет конструкцию. Целью изобретения является уменьшение погрешности коммутации и упрощение коммутатора. Цель достигается тем, что в измерительном коммутаторе, содержащем основной и вспомогательный ключи и чувствительный элемент, входные клеммы ключей соединены с входной шиной, выходная клемма основного ключа соединена, с неинвертирующим входом и неинверсным выходом чувствительного элемента, а вспомогательного ключа с инвертирую1щм входом чувствительного элемента, причем инверсный выход усилителя соединен с выходной шиной, а коэффициент передачи чувствительного элемента выбран равным единице. На чертеже представленаэлектрическая схема измерительного коммутатора.. Измерительный коммутатор состоит из основного 1 и вспомогательного 2 ключей, соединенных с входной шиной 3 коммутатора, чувствительного элемента А, причем его инверсный выход 5 подключен к выходной шине 6коммутатора, а неинверсный выход 7соединен с основным ключом 1 и неинвертирующим входом 8 чувстви-. тельного элемента. При этом вспомогательный ключ 2 соединен с инвертирующим Входом 9 чувствительного элемента. В исходном состоянии ключи 1 и 2 разомкнуты, и на шине 6 сигнал отсутствует. Входной сигнал подают на шину 3. Измерительный коммутатор работает следуюш 1м образом. Ключи 1 и 2 включаются одновременно, причем падение напряжения на ключе 1 попадает на неинвертирующий вход 8 чувствительного элемента 4. На неинверсном вьпсоде 7 чувствительнего элемента 4 образуется выходное 3, напряжение, равное входному и проти воположное по- знаку. Погрешность коммутатора при ; замкнутом состоянии уменьшается за счет того, что падение напряжения н основном контакте компенсируется вы ходным напряжением чувствительного элемента. Условию компенсации погрешности соответствует коэффициент передачи чувствительного элемента, равный единице. Погрешность, вносимая коммутато.ром в разомкнутом состоянии, опреде |ляется остаточным током, условия ко Пенсации которого такие же как и дл погрешности передачи входного сигнала. Таким образом, предлагаемая схем повышает качество коммутатора как в замкнутом, так и в разомкнутом состоянии, т.е. повышает общую добротность контактного узла как автономного элемента, определяемую отношением проводимостей в замкнутом и разомкнутом состояниях. Внед рение предлагаемого изобретения обеспеч1 ва;ет следующий положительный эффект: з еньшает расход дорогостоящих материалов; увеличива.ет быстродействие при той же точности; повьппает точность при прочих равных условиях. 6 -4 Это позволяет расширить область применения тензоаппаратуры при испытаниях машин и конструкций, снизить себестоимость испытаний и увеличить их информативность, что снижает материалоемкость испытываемых машин и сооружений. Автономность и универсальность контактного узла коммутатора позволяет вьтолнить его в качестве отдельного модуля. В качестве контакта могут быть использованы фоторезисторы, полевые транзисторы, оптроны, герконы. Для коммутатора с многими не одновременно включаемыми входами и одним выходом может быть использован только один усилитель. Это обеспечивает простоту коммутатаров многоканальных измерителей. В частности коммутатор типа ПД-100М для тензоизмерений массой 7 кг и содержащий 14,8 г серебра путем внедрения предлагаемого-изобретения может быть заменен коммутатором массой до О,5 кг и содержанием серебра менее 0,7 г при одновременном повьш1ении быстродействия и долговечности. Предварительные испытания показали, ЧТО погрешность, вносимая коммутатором при сохранении того же типа основных ключей при внедрений предлагаемого изобретения, уменьшается более, чем в 20 раз.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий основной, вспомогательiный ключи и чувствительный элемент. входные клеммы ключей соединены с входной шиной, отличающийс я тем, что, с цепью уменьшения погрешности коммутации и упрощения коммутатора, выходная клемма основного ключа соединена с неинвертирующим входом и неинверсным выходом чувствительного элемента, а вспомогательного ключа - с инвертирующим входом чувствительного элемента, причем инверсный выход усилителя соединен с выходной шиной, а коэффициент передачи чувствительного элемента выбран равным единице.