Преобразователь сопротивления в частоту импульсов Советский патент 1987 года по МПК G01R27/00 

1I

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть и.спольэовано для измерения со- протинлепия резистивных датчиков.

Цель изобретения - повышение точности за счет того,лчто при дистанционном измерении сопротивлений по зволяет исключить влияние сопротивлений соединительных проводов.

На фиг, 1 представлена блок-схема преобразова еля сопротивления Р частоту импульсов; на фиг. 2 - вре- мениая диаграмма, тгоясняющая работу преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 тока, первый 2 и второй 3 резисторы, первьй 4 и второй 5 входы устройства, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 соединительные проводхч, первый 10, второй II, третий 12 и четвертый 13 переключатели, интегратор 14, компа ратор 15, выход 16 устройства, дифференциальный усилитель 17, Позицией 18 обозначен объект измерения (резистор с сопротивлением R).

Первый и второй выпод, источника 1 тока соединены с первым и вторым выводами первого переключателя 10 и ,с первыми выводами первого 2 и второго 3 резисторов, вторые выводы которых являются первым 4 и вторым 5 входами устройства. Вход 4 устройства через первый 6 я второй 7 соеди- }П1тельные провода соединен соответственно с первыми входами второго 11 и третьего 12 переключателей и первым входом четвертого переключателя 13 соответственно. Второй вход 5 устройства через третий соединительный провод 8 соединен с вторым входом третьего переключателя 12 и через четвертый соединительный провод 9 - с вторыми входами второго 1 и четвертого 13 переключателей. Тре- тий вывод первого перегогючателя 10 соединен с первым выводом компарато- 15, второй вывод которого через интегратор 14 соединен с третьим выводом второго переключателя 11, а выход - с управляю цими входами первого 10, второго 11, третьего 12 и четвертого 13 переключателей и выходок 16 устройства. Первый вход дифференциального усилителя 17.соединен с общей точкой, второй - с третьим 1.1ЫИОДОМ четвертого переключателя 13, а выход - с третьим выводом второго П(.рокл10ча 1 с ля 12,

5

011Преобраг оил Р,:и гыботает сле. щим образом.

Работа происходпт в два.этапа, В процессе преобра -ювания ток 1 с выхода стабилизатора 1 тока создает паДение напряжения на резис-торах 2, 3 и 18. В течение первого такта сигнал с выхода компаратора 15 такой, что ключ а переключателя 10 находится в замкнутом состоянии и на вход с компаратора 15 п момент t (фиг.2) поступает сигнал I(jR.o Д со- противление эталонного резистора, По сигналу с выхода компаратора 15 ключ а переключателя 1I находится в замкнутом состоянии и на вход интегратора 14, начиная с момента t,, поступает сигнал с выБода 5 резистора 18, т.е. -I gR,,,, Одновременно другой выход резистора 18 через соединительный провод 7 и сопротивление замкнутого ключа а переключателя 13 поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 17, выход которого через сопротивление замкнутого ключа а переключателя 2 соединительный провод 6 подсоединяется к потенциальному выводу 4 резистора 18.

0 Компенсация падения напряжения на сопротивлении соединительного провода 7 в течение первого этапа, определяемого интервалом времени (фиг, 2) осуществляется усилителем 17„

5

В связи с тем, что неинвертирующий вход усилителя 17 подключен к земле, потенциал земли поддерживается в точке соединения измеряемого резисто0 ра 18 с сое динительными проводами 6 и 7. Интегрирование напряжения происходит до тех пор, пока выходной сигнал интегратора 14 не сравняется с напряжением -IgRp. На временной дна5 грамме (фиг. 2) этому процессу соответствует участок АВ. В момент сравнения, т.е. ч точке В, происходит срабатывание компаратора 15, в результате чего изменяет ::я состояние

0 ключей b и а переключателей 10-13,. т.е. ключи аразммкаются, а ключиЬ замыкаются. Теперь навхо компаратора 15 поступает напряжение , а на вход интегратора ,14 - напряжение с вывода

5 4 измеряемого ре зистора 18„

Разряд интегратора 14 происходит до тех пор (фиг. 2, участок СД), пока напряжение на выходе интегратора 14 не сравняется с напряжением-fl jRj,..

В момент Ц происходит срабатывание компаратор а 15 и, следовательно, соответствующие изменения состояния ключей переключателей 10-13 на противоположные .

Для момента заряда интегратора 14

справедливо следующее равенство: 1

I,R,- { 5 l,R,, (I)

i где - время заряда;

t - постоянная интегратора 14. Дпя момента разряда имеем

h

(2)

-IftRo- I -IoRxdt I,R,

- пери-

i, где - время разряда,

Т Принимая 2

од преобразования, равный -- , где

х

fy - частота преобразования, из формул (1) и (2) можно получить окончательное выражение для частоты пре- образования

,- К Xс -1

- 4Го - Для предлагаемого преобразователя дрейф интегратора 1А, нестабильность порога срабатывания компаратора 15 н.е вносит погрешность в измерение, Кроме того, в данном преобразователе непосредственно в измерительной цепи отсутствует переключательный элемент. Достаточно выполнить требова- вне высокого входного сопротивления интегратора 14 и компаратора 15, чтобы пренебречь влиянием остальных параметров ключей. В том случае, когда в течение интервала к входу интегратора 14 подсоединяется вывод 5 измеряемого резистора 18, то влияние соединительного провода 6 можно исключить за счет высокого входного со йрртивления интегратора 14. Компен- садня падения напряжения на српротивлении соединительного провода осуществляется операционным усилителем 17

а

изобретения

0

5

0

0

5

5 5

0

Преобразователь сопротивления в частоту импульсов, содержащий источник тока, первый и второй выводы которого соединены с первыми выводами первого VI второго эталонных резисторов соответственно, вторые выводы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства, интегратор, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены первый, второй, третий и четвертый переключатели и дифференциальный усилитель, первый, второй, третий и четвертый соединительные провода, причем первый и второй входы первого переключателя соединены соответственно с первым и вторьш выводами источника тока, а выход - с вторым входом компаратора, выход которого подключен к управляющим входам первого, вторйго, третьего и- четвертого переключателей,первый вход второго переключателя соединен с первым входом третьего переключателя и через первый соединительный провод - с первым входом устройства, второй вход - с вторым входом четвертого переключателя и через четвертый соединительньй провод с вторьм входом устройства, первый вход четвертого переключателя через второй соединительный провод соединен с первым входом устройства, а второй вход третьего переключателя через третий соединительный провод - с вторым входом устройства, выход второго переключателя соединен с входом интегратора, выход третьего и четвертогО пе- реключателей соединены соответственно с выходом и первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с общей точкой.

«

Ч- Af-Jo/ A-J-r

to

-/А/в/Гл-Г

/

-г

Преобразователь сопротивления в частоту импульсов содержит источник 1 тока, резисторы 2 и 3, входы 4 и 5 устройства, соединительные провода 6-9, переключатели 10-13, интегратор 14, компаратор 15,выход 16 устройства, дифференциальный уси- литель 17. Изобретение повышает точность за счет того, что при дистанционном измерении сопротивлений позволяет исключить влияние сопротивлений соединительных проводов. 2 ил. . /

Составитель В.Савинов Редактор М.Петрова Техред В.Кадар

Заказ 3383/41 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Фиб.2

Корректор В.Бутяга