Преобразователь сопротивления в частоту импульсов Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

О

СО 1 Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано при построении функциональных преобразователей для ча стотно-цифровых измерительных приборов и систем и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 989492. Цель изобретения - повышение точности преобразования путем умен шения погрешности аппроксимации характеристики датчика,На чертеже представлена блоксхема преобразователя. Преобразователь содержит стабилизатор I тока,набор 2 эталонных резисторов с сопротивлениями (Но{ RQP), измеряемый резистор 3 (Rj(), блок 4 запоминания, ключи 5-7, управляемый инвертор 8, ключ 9, интегратор 10,- блок II сравнения, блок 12 выборки, блок 13 частотных анализаторов, блок 14 управления, ключ 15, блоки 16-18 совпадения, дополнительный блок 19 из И последовательно соединенных образцов резисторов с Сопротивлениями (KQ,Rpjj), дополнительные ключи 20-23, дополнительные управляемые инверто ры 24-25, сигнальные шины 26-28. Стабилизатор 1 тока нагружен на цепочку, состоящую из набора 2 эта лонных резисторов, измеряемого резистора 3 и дополнительного блока образцовых резисторов. Через ключи 5, 6, 7 и 9 вьшоды резисторов подключены к входу блок I сравнения, к второму входу кото рого через управляемьй инвертор 8 и интегратор IО подключены обгцие выводы первого резистора набора 2 и резистора 3. Выход блока 11 срав нения подключен к первым входам блоков 16-18 совпадения, к входу ключа 15, к управляющим входам клю ча 9, управляемого инвертора 8 и входу дополнительного управляемого инвертора 25 непосредственно, а к вторым входам блоков 16-18 совпадения - через последовательно соед ненные блок 13 частотных анализато ров , блок 12 выборки и блок 4 запоминания. Блок 14 управления подключен к торавляющему входу ключа 15, выход которого является выходом преобразователя, и к входу блока 4 запо минания, Шины 26-28 блока 4 подклю 002 чены к управляющим входам дополнительных ключей 20-23, выходы которых подключены к входу дополнительного управляемого инвертора 24. Ко вторым входам ключей 20-23 соответственно подключены вьшоды образцовых резисторов. Выход инвертора 24 подключен к второму входу интегратора 10, а к управляющему входу инвертора 24 подключен выход дополнительного управляемого инвертора .25, к управляющему входу которого подключен управляющий выход блока 4 запоминания. Интегратор 10 производит интегрирование разности напряжений, поданных на его первьм и второй входы, т.е. выходное напряжение равно Y (.. Управляемый инвертор 25 является логическим инвертором и преобразует в 1, а 1 в О при наличии 1 на входе управления, и является логическим повторителем при наличии О на входе управления. Управляемьй инвертор 24, так же как и управляемый инвертор 8, при наличии 1 на управляющем входе яв-j ляется инвертором и преобразует отрицательные напряжения на входе в положительные такой же величины и наоборот. При наличии О на управляющем входе управляемые инверторы 8 и 24 являются повторителями. Блок 14 управления в простейшем случае монет представить собой мультивибратор, один выход которого подключей к входу блока 4 запоминания, а другой - к управляющему входу ключа 15, или триггер, к счетному входу которого подключен какой-либо генератор импульсов. в более сложном случае блок I4 управления может представлять собой генератор импульсов с делителем частоты и дешифратором, включенным на его выходе, два выхода которого подключены к двум входам триггера, выходы которого являются выходами блока 14 управления. Это позволяет раздельно устанавливать длительность первого и второго тактов работы преобразователя. Преобразователь сопротивления в частоту импульсов работает в 2 этапа: ток о - выхода стабилиза3тора 1 тока создает падение напряжения на резисторах. В результате работы блока 13 ча стотных анализаторов блок 12 выбор ки подает сигнал на блок 4 запоминания, которьй по команде блока 14 управления подает сигнал на шину 26. При этом открывается ключ 20 и на второй вход интегратора 10 че рез инвертор 24 поступает О. На первый вход интегратора 10 поступае падение напряжения с резистора 3. На выходе интегратора 10 напряжени возрастает со скоростью, пропорцио нальной этому падению до уровня напряжения на первом резисторе набора 2 и резисторе 3. Ключ 7 через блок 8 совпадения открыт. Когда напряжение на выходе интегратора 10 достигнет уровня на втором входе блока 1 сравнения, блок 11. срав нения закрывает ключ 7 и открывает ключ 9, а также меняет полярность напряжения на первом входе интегратора 10 с помощью управляемого инвертора 8. Напряжение на выходе интегратора 10 начинает падать со ско ростью, пропорциональной падению на пряжения на резисторе 3 до уровня этого напряжения, после чего снова открьюается ключ 7, закрывается клю 9 и рост напряжения на выходе интег ратора 10 повторяется. Так продолжается в течение времени, задаваемого блоком 14 управле ния. Частота импульсов на выходе R блока 11 сравнения равна г . О R L т.е. пропорциональна величине ).. Затем блок 14 управления подает команду в блок 4 запоминания, который в зависимости от величины f по сигналу блока 13 частотных анализаторов и блока 12 выборки пода004ет I на одну из шин 26-28. После этого устройство начинает работать во втором такте преобразования. Во втором такте открывается один из ключей 20-23 и может открываться один из ктиочей 5-7. При этом частота на выходе блока 11 сравнения будет равна Rxt() i- . 2(fto. Roi+-- on Знак + или - после R в числителе определяется наличием I или О на входе инвертора 25, поступающих с выхода блока 4 запоминания. Во втором такте сигнал с выхода блока 11 сравнения поступает через ключ 15 на выход преобразователя, откуда он поступает на вход счетного блока, например, частотомера (не показан). Анализ вьфажения (I ) ,показьшает, что частота на выходе преобразователя путем выбора соответствующей величины R,-Ро„ , Rj оп может соответствовать любой характеристике датчика сопротивления, аппроксимированной отрезками прямых, каждая из которых не обязательно прохоДит через начало координат, так как имеет вид -kR,4 ( 2f(«o,Rozt-- Ron) О ° V 2C(R,4 «„,.....«,„) Таким образом, преобразователь, работая в два такта, в первом определяет участок характеристики, на котором ему предстоит работать во 2 такте, а во втором также pa6ovaет на отрезкечпрямой, определенной в первом такте.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ по авт. св. 989492, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два дополнительных управляемых инвертора, П +1 дополни.-тельных ключей, дополнительный блок из п последовательно соединенных образцовых резисторов, включенных меяду корпусом и вторым выводом стабилизатора тока, выводы П дополнительных образцовых резнеTopos через П+1 дополнительных ключа подключены к входу первого дополнительного управляемого инвертора, выход которого подключен к второму входу интегратора, выход блока сравнения соединен с входом второго дополнительного управляемого инвертора, выход которого подключен к управляющему входу первого дополнительного управляемого инвертора, выходы блока запоминания соединены соответственно с управляющими входами П +1 дополнительных ключей и с управляюпщм входом второго дополнительного управляемого инвертора.