Преобразователь емкости Советский патент 1985 года по МПК G01R27/26 

6

9 Д

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при создании быстродействующих измерительных преобразователей параметров емкостных датчиков в системах сбора и обработки информации.

Известен преобразователь емкости, состоящий из источника напряжения, усилителя напряжения с большим козффициентом усиления и образцовой емкости, включенной в цепь отрицательно обратной связи усилителя напряжения

.1 . . .

Недостаток известного преобразователя заключается в сложности электронной схемы, так как она не может быть реализована на современной микроэлектронной базе.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь емкости, состоящий из преобразземой емкости, источника входного напряжения, образцового конденсатора, операционного усилителя, выход которого через параллельно соединенные образцовый конденсатор и резистор обратной связи соединен с его инвертирующим входом и с первьм выводом преобразуемой емкости, второй выход которой через источник входного напряжения соединен с общим приводом устройства, с общим выводом и с неинвертирующим входом операционного усилителя 2 ,

Недостатком прототипа является его низкое быстродействие, обусловленное влиянием преобразуемой емкости и входной емкости преобразователя

Цель изобретения - увеличение быстродействия преобразователя емкости.

Цель достигается тем, что в преобразователь емкости, содержащий источник напряжения, образцовый конденсатор, инвертирующий усилитель напряженин, выход которого через параллельно соединенные образцовый конденсатор и резистор обратной связи соединен с одной из клемм для подюяочения преобразуемой емкости, а другая клемма соединена с выходом источника напряжения введен повторитель тока, причем вход повторителя тока соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а выход повторителя тока соединен с входом инвертирующего усилителя дэпряжения.

На чертеже представлена блок схема преобразователя емкости.

Схема содержит источник 1 напряжения, преобразуемую емкость 2, образцовый конденсатор 3, резистор 4 обратной связи, составной операционный усилитель 5, состоящий из повторителя 6 тока и инвертирующего усилителя 7 напряжения.

Схема работает следующим образом.

Напряжение с источника 1 напряжения поступает на вход преобразователя, собранного на усилителе 5. Коэффициент передачи преобразователя и его статическая погрешность определяются отношением сопротивлений параллельно включенных образцового конденсатора 3 и резистора 4 обратной связи к преобразуемой емкости 2. Резистор 4 обратной связи обеспечивает обратную связь усилителя 5 по постоянному току и препятствует его насыщению. Входное напряжение преобразователя с помощью повторителя 6 тока преобразуется в ток, чем обес печивается низкое входное сопротивление усилителя 5. Выходной ток повторителя 6 тока создает падение напряжения на входном сопротивлении усилителя 7. Это падение напряжения усиливается далее усилителем 7 с большим фиксированным коэффициентом передачи. Выходное напряжение с этого усилителя является выходным напряжением преобразователя.

Низкое входное сопротивление повторителя 6 тока (порядка Ом) шунтирует преобразуемую емкость 2 и входную емкость преобразователя, состоящего из емкости монтажа, емкости соединительного кабеля и входной емкости повторителя 6 тока, исключая их влияни ; на быстродействие

схемы.

Необходимое значение коэффициента ус-иления составного усилителя 5 обеспечивается усилителем 7 с большим, но фиксированным значением коэффициента передачи, в результате чего резко уменьшаются требования к его фазовой характеристике.

Достоинством изобретения является независимость времени установления, а следовательно, и быстродействия преобразователя от изменений преобразуемой емкости и входной емкости преобразователя, потому, что они шунтивуются малым входным сопротивлением

311505824

повторителя тока. Это позволяет ис- емкость соединительного кабаля, вхопользовать преобразователь, удален- дящая во входную емкость преобразова- ный от преобразуемой емкости (от дат- теля, не влияет на время установлечика) на большое расстояние, так как ния.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ, содержащий источник напряжения, образцовый конденсатор, инвертйруювщй усигт литель напряжения, выход которого через параллел1 но соединенные образцовьй конденсатор и резистор обратной связи соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а другая клемма соединена с выходим источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения бьютродействия, в него введен повторитель тока, причем вход повторителя тока соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а выход повторителя тока соединен с входом инвертирующего усилителя напряжения. W 4 нь J