Измерительный преобразователь с емкостным датчиком Советский патент 1986 года по МПК G01R27/26 

1 ,

Изобретение относится к технике измерения неэлектрических величин электрическими методами, предназначено для преобразования параметров емкостного датчика, которые несут информацию о переменной неэлектрической величине, воздействующей на датчик, в изменения выходного электрического Hjiпpяжeния, и является , усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1057882.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение области применения путем обеспечения возможности преобразования переменных неэлектрических величин малого уровня на фоне большой и нестабильной постоянной составляющей,

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Измерительный преобразователь с емкостным датчиком содержит источник 1 стабильного постоянного напряжения, коммутаторы 2 и 3, рабочий и образцовый конденсаторы 4 и 5, усилитель 6 сигнала неравновесия, фазочувствительный детектор 7, делитель 8 напряжения, фильтр 9 нижних частот, дополнительный усилитель 10 сумматор 11, генератор 12 прямоугольного напряжения. При этом выходы первого 2 и второго 3 коммутаторов подключены соответственно к потенциальным электродам рабочего 4 и образцового 5 конденсаторов, токовые электроды последних соединены вместе и подключены через усилитель 6 к информационному входу фазочувстви- тельного детектора 7, выход которого соединен с входами делителя 8 напряжения и фильтра 9 нижних частот. Выход делителя 8 напряжения подключен к первому входу, а выход фильтра 9 нижних частот через дополнительный усилитель 10 - к второму входу сумматора 1 1 , Вьпсод последнего соединен с первым информационным входом второго коммутатора 3, первый информационный эход первого коммутатора 2 подключен к выходу источника I постоянного стабильного напряжения, а вторые информационные входы обоих коммутаторов 2 и 3 соединены с общей шиной устройства. Выход генератора 12 прямоугольного напряжения подключен к входам управления коммутаторов 2 и 3 и фазочувствитель

2116692

ного детектора 7, выход которого является выходом устройства.

Преобразователь работает следующим образом.

На потенциальные электроды рабочего 4 и образцового 5 конденсаторов подаются противофазные прямоугольные напряжения, формируемые коммутаторами 2 и 3, управляемыми генератором 12 прямоугольного напряжения, из стабильного постоянного напряжения с выхода источника 1 и напряжения обратной связи с выхода сумматора 11. Напряжение неравновесия преобразователя, снимаемое с точки соединения токовых электродов конденсаторов 4 и 5, усиливается усилителем 6 сигнала неравновесия. Фаза сигнала неравновесия зависит от знака неравновесия схемы. Фазочувствительный детектор 7 преобразует фазу сигнала неравновесия в полярность вьпсодного напряжения. Обратная связь преобразователя состоит из двух каналов - низкочастотного и высокочастотного. Низкочастотная составляющая преобразуемого параметра (неинформативная) ослабляется преобразователем примерно в К„

раз, где К - коэффициент усиления дополнительного усилителя 10. Информативная высокочастотная составляющая усиливается в Kg раз, где К - коэффициент деления делителя 8 напря- жения. Таким образом, при повышении чувствительности преобразователя к информативной высокочастотной состав- лякицей одновременно снижается влияние медленных паразитных изменений преобразуемого параметра.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь с емкостным датчиком по авт.св. № 1057882, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения чувствительности и расширения области применения путем обеспечения возможности преобразования переменных неэлектрических величин малого уровня на фоне большой и нестабильной постоянной составляющей, он снабжен делителем напряжения, сумматором и соединенными последовательно фильтром нижних частот и дополнительным усилителем, причем выход фазочувст

31211669

вительного детектора соединен с вхо- подключены соответственно к первому дами делителя напряжения и фильтра 1и второму входам сумматора, а выход нижних частот, выходы делителя нап- сумматора соединен с первым информа- ряжения и дополнительного усилителя ционным входом второго коммутатора.

Изобретение относится к технике измерений неэлектрических величин злектрическими методами и предназначено для преобразования параметров емкостного датчика. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение области примеиения. Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, коммутаторы 2 и 3, рабочий и образцовый конденсаторы 4 и 5, усилитель 6 сигнала неравновесия, фазочувствительный детектор 7, делитель 8 напряжения, фильтр 9 нижних частот, усилитель 10, сумматор Ни генератор 12 прямоугольного напряжения. Введение в устройство сумматора 11 и делителя 8 напряжения обеспечило возможность преобразования переменных неэлектрических величин малого уровня на фоне большой и нестабильной постоянной составляющей. Кроме того, при повышении чувствительности преобразователя к информативной высокочастотной составлянщей одновременно снижается влияние медленных паразитных изменений преобразуемого параметра. Изобретение дополнительное к авт.св. № 1057882, ил. (Л С о