Многоточечный преобразователь сопротивления резистивных датчиков Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

СП 4 О) Ю 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного преобразования сопротивления резистив ных датчиков, находящихся в удален ных друг от друга точках. Известно многоточечное устройст для преобразования сопротивления д чиков, содержащее две параллельные цепи сравнения, цепь источника питания, трехплатный переключатель и реохорд, движок которого соедине с реверсивным двигателем, фазочувствительным усилителем и вторичной обмоткой входного трансформатора, а также подключенные последователь к первичной обмотке входного транс форматора, конденсатор и двухпредельный вибропреобразователь, неподвижные контакты которого через трехплатный переключатель и нагрузочные сопротивления соединены с измеряемым и подгоночным резистора ми 1J-. Недостатком данного устройства является низкая надежность вследствие большого количества злементов с подвижными контактами (трехплатный переключатель, вибропреобразователь, реохорд). Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является устройство для дистанционного изме рения температуры, которое может служить преобразователем сопротивления резистивных датчиков, содержащее однополюсный переключатель с числом позиций, соответствующим личеству измеряемых точек; подвижные контакты которого соединены с концами проводом линии связи, подключенных другими концами к. общим точкам вентилей, входящих в цепочки с резистивными датчиками, приче вторая группа проводов линии связи одними концами подключена к зажиму источника переменного напря жения, другими - к общим точкам резистивных датчиков и вентилей упомянутых цепочек С } Известное устройство имеет линии связи, изменение сопротивления которых не влияет на точность преобразования, однако наличие контактного переключателя снижает надежность, а статическая система уравновешивания не обеспечивает до :та.точного быстродействия устройств Цель изобретения - повьпяение надежности многоточечного преобразователя сопротивления резистивных датчиков, . Поставленная цель достигается тем, что в многоточечньй преобразователь сопротивления резистивных датчиков, содержащий п резистивных датчиков, п нелинейных элементов и источник,питания, введен вычислительный блок, который включен параллельно источнику питания и цепочке из последовательно соединенных п резистивных датчиков, параллельно каждому из которых включен нелинейный элемент. Источник питания целесообразно выполнить в виде источника однополярных импульсов тока. В качестве нелинейного элемента используют элемент с участком вольтамперной характеристики, параллельным оси токов. На чертеже представлена структурная схема многоточечного преобразователя сопротивления резистивных датчиков. Преобразователь содержит п резистивных датчиков 1 , . .. „., п нелинейных элементов 2 , . . ., 2 например стабилитронов, сопротивления 3-1,...,3-4 проводов линии связи, .генератор 4 однополярных импульсов тока и вычислительный блок 5. Устройство работает следующим образом. Напряжения стабилизации нелинейных элементов 2 выбираются таким образом, что Uj. - сг - спГенератор 4 вырабатывает однополярные импульсы тока с амплитудами J , К, J KjJ, ..-., «j J, где J - амплитуда тока, при котором выполняется неравенство JR минимапьное сопротивление датчика 1 }, K,Jамплйтуда тока, при котором вьшолняется неравенство Uj. ,jOамплитуда тока, при,котором выполняети з С R2 - мися неравенство и К2(,, нимальное сопротивление датчика j Kj, Л - a шлитyдa тока, при котором выполняется неравенство и ( Rri - минимальное сопротивление датчика 1 „ ). При последавательном опросе резистивных датчиков 1 в первом такте рабочего цикла генератор 4 импульсов тока вырабатывает однополярный прямоугольный импульс тока амплитудой D, который проходит по цепи, содержащей линию 3 связи и резистивные датчики 1 - 1 При этом на зажимах генератора 4, а значит, и ,на входе вычислительного блока 5 появляется напряжение U I(R,..R,4R.....RJ где Рд - сопротивление линии 3 связи} - текущие .значения сопротивлений резистивных датчиков 1 - 1„ Во втором такте вырабатывается импульс тока амплитудой К j ( k 7 1) При этом на зажимах генератора 4 появляется напряжение

)

C1 I

где Uj.,, напряжение стабилизации нелинейного элемента 2-.

K-a-.)..-()

ivT

R.

„ (,--,)-.,{.,,)

или

Г1 т,-I.т где п - порядковый номер резистивного датчика 1. Как видно из полученного уравнения преобразования для вычисления сопротивления датчика необходимо генерирование лишь двух импульсов тока. Так, для вычисления Rp, требуется подать на вход вычислительного блока 5 напряжения U иО вызванные протеканием токов с амплитудами К„. J и KpJ соответственно,40 , nS-Uci-i при ЭТОМ 1«1

получают формулу вычисления со- противления резистивного датчика 1 :

XfiXn-iI 74 В n+1-M такте вьфабятывается мпульс тока амплитудой ри этом на зажимах генератора 4 оя-вляется напряжение U,,, KJR,.U.O....U,,. Решая систему уравнений вида: U,I(R(,R,...RJ -, U, K,r(R,.R,..... , Un.rK,.U,.. ) участвуют в операции вычисления как заранее известные постоянные величины . Таким образом,,в предлагаемом преобразователе наряду с цовьшением надежности путем исключения контактного переключателя и применения вычислительного блока имеет место расширение функциональных возмож- в результате обеспечения ВОЗМОЖНОСТИ произвольного порядка опроса резистивных датчиков .

1. МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащий п резистивных датчиков, п нелинейных элементов и источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введен вычислительный блок, который включен параллельно источнику питания и цепочке из последовательно соединенных h резистивных датчиков, параллельно каждому из которых включен нелинейный элемент. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся я тем, что источник питания выполнен в виде источника однополярных импульсов тока. 3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента ис, пользован элемент с участком вольтат-терной характеристики, параллель(Л ным оси токов.