Преобразователь сопротивления в частоту Советский патент 1987 года по МПК G01R27/02 

стабильности, определ ностью кварцевого рез мя tjj токовый переклю чает выход генератора ду интегратора 4. При на выходе интегратора но нарастать пропорци ической сумме постоян - ly, действующих на значение тока, формир ро м 2 тока; 1 -знач первый резистор 5; 1; ка через четвертый ре

При этом необходим ловие О 1 - .

Величина тока 1 п величине сопротивлени го резистора 14, вклю отрицательной обратно

TX

Uo

R

1Ь

1зобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения активного сопротивления резис- тивных датчиков с преобразованием , сопротивления в частоту следования электрических импульсов в широком диапазоне температур окружающей среды.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования и помехоустой- fQ чивости путем исключения влияния нестабильности параметров емкости интегратора на выходную частоту преобразователя и исключение влияния внешних помех на величину преобразуемого 15 параметра.

На чертеже представлен преобразователь сопротивления в частоту.

Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения, выход кото-20 ционного усилителя 9: рого через генератор 2 тока соединен с информационным входом токового переключателя 3, выход которого соединен с инверсным входом интегратора 4 и через первый резистор 5 с выхо- 25 дом источника 1 постоянного напряжения , выход интегратора 4 подключен к инверсному входу блока 6 сравнения, выход которого через таймер 7 соединен с управляющим входом токового переключателя 3, выход источника 1 постоянного напряжения через второй резистор 8 соединен с инверсным вхо- дом операционного усилителя 9 и первым выводом третьего резистора 10, второй вьшод которого подключен к первой входной клемме 11, вторая входная клемма 12 подключена к выходу операционного усилителя 9 и через четвертый резистор 13 к инверсному входу интегратора 4. Выходом преобразователя является выход блока 6 сравнения . Вторые входы интегратора 4, блока 6 сравнения и операционного усилителя 9 подключены к общей шине. К входным клеммам 11 и 12 подключен преобразуемый резистор 14.

Преобразователь работает следующим образом.

В момент сравнения линейно изменяющегося выходного напряжения интегратора 4 с нулевым уровнем на неин- вертирунщем входе блока 6 сравнения на выходе последнего вырабатывается импульс напряжения, который запуска- 55 ет таймер 7 с кварцевой стабилизацией длительности временного интервала Таймер 7 формирует на выходе импульс управления длительностью t высокой

40

где UQ - значение нап ка постоянно Ry - значение соп образуемого Rg,,R,j- значения соп зисторов 8, ственно.

По окончании интер жение на выходе интег гает некоторой величи 35 нальной значению R. чатель 3 по команде т чает выход генератора да интегратора 4, что менению направления и на противоположное. Н выходе интегратора 4 но убьшать пропорцион токов, действующих на (1 . Через интер когда напряжение на в тора 4, линейно убьюа левого уровня, на вых нения появляется импу который снова запуска цикл работы преобразо ется. Длительность ци равна периоду следова импульсов преобразова значение tj, является стоянной, а значение зависящим от величины

Соотношение, связьт следования выходных и

45

стабильности, определяемой стабильностью кварцевого резонатора. На время tjj токовый переключатель 3 подключает выход генератора 2 тока к входу интегратора 4. При этом напряжение на выходе интегратора начинает линейно нарастать пропорционально алгебраической сумме постоянных токов Io+Ii - ly, действующих на его входе (1о значение тока, формируемого генерато- ро м 2 тока; 1 -значение тока через первый резистор 5; 1; - значение тока через четвертый резистор 13).

При этом необходимо выполнить ус-- ловие О 1 - .

Величина тока 1 пропорциональна величине сопротивления преобразуемого резистора 14, включенного в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 9:

9:

R

8

(1)

ционного усилителя 9:

где UQ - значение напряжения источника постоянного тока; Ry - значение сопротивления преобразуемого резистора 14; Rg,,R,j- значения сопротивлений резисторов 8, 10, 13 соответственно.

По окончании интервала t напряжение на выходе интегратора 4 достигает некоторой величины, пропорцио- нальной значению R. Токовый переключатель 3 по команде таймера 7 отключает выход генератора 2 тока от входа интегратора 4, что приводит к изменению направления интегрирования на противоположное. Напряжение на выходе интегратора 4 начинает линейно убьшать пропорционально разности токов, действующих на его входе (1 . Через интервал ц в момент, когда напряжение на выходе интегратора 4, линейно убьюая, достигает нулевого уровня, на выходе блока 6 сравнения появляется импульс напряжения, который снова запускает таймер 7, и цикл работы преобразователя повторяется. Длительность цикла Т tp ч-t равна периоду следования выходных импульсов преобразователя, при этом значение tj, является величиной постоянной, а значение t, оказывается зависящим от величины R;.

Соотношение, связьтакяцее частоту следования выходных импульсов f и .

.значение преобразуемого сопротивления R , имеет вид

f

1

Iv-Ii

(

Rjf + RI

- -} (2

KC

-o 0 to

A const

Из выражения (2) следует, что выходная частота преобразователя пропорциональна значению преобразуемого сопротивления 14 и не зависит от ем- кости интегратора 4 и напряжения источника 1 постоянного тока. Изменяя значение резисторов 8 и 13, можно регулировать крутизну характеристики преобразования, а изменяя значе- ние резисторов 10 и 5 - ее сдвиг, при этом наличие резистора 5 позволяет получить любое требуемое значе- ние начальной частоты преобразовате-т 1я (вплоть до нуля) независимо от крутизны преобразования. Использование генератора 2 тока позволяет устранить влияние внутреннего сопротивления токового переключателя 3 на величину тока 1, а следовательно, на выходную частоту преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь сопротивления в ЗО частоту, содержащий блок сравнения и интегратор, выход которого соедиРедактор А. Огар

Составитель А. Комиссаров

Техред Н.Пгущенко Корректор О. Тигор

Заказ 1886/41 Тираж 73ТПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

нен с инвертирующим входом блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точност преобразования и помехоустойчивости в него введены таймер с кварцевой стабилизацией длительности временного интервала, управляемый токовый ключ, генератор тока, операционный усилитель, источник постоянного напряжения и четыре резистора, причем выход блока сравнения, являющийся выходом преобразователя,соединен с входом таймера, выход которого подключен к управлякщему входу токового ключа;; вход которого соединен с выходом генератора тока, а выход - с инвертирующим входом интегратора и через первый резистор с источником постоянного напряжения, входой генератора тока и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и через третий резистор подключен к первой входной клемме преобразователя, вторая входная клемма соединена с выходом операционного усилителя и через четвертый резистор подключена к инвертирующему входу интегратора, неинвертирующие входы интегратора, блока сравнения и операционного усилителя подключены к общей шине.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Введение в преобразователь сопротивления (ПС) в частоту таймера 7 с кварцевой стабилизацией длительности временного интервала, управляемого токового ключа 3, генератора 2 тока, операционного усилителя 9, источника 1 постоянного напряжения и резисторов 5, 8, 10, 13 повышает точность преобразования и помехоустойчивость за счет исключения влияния нестабильности параметров емкости генератора на выходную частоту ПС и исключает влияние внешних помех на величину преобразуемого параметра. 1 ил. СП п гГ