Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях неэлектрических величин с помощью параметрических датчиков.
Цель изобретения - повышение точности преобразования.
На фиг.1 показана электрическая схема устройства; на фиг.2 - времен- ные диаграммы работы устройства.
Устройство содержит измерительный преобразователь 1, первый выход которого соединен с первыми входами двух схем 2 и 3 сравнения, выходы которых соединены с входами триггера 4. Вторые входы схем 2 и 3 сравнения соединены соответственно с выходами масштабирующего блока 5.
Измерительный преобразователь 1 выполнен на усилителе 6, выход которого является первым выходом измерительного преобразователя 1. Датчик 7 соединен с выходом усилителя 6 и другим выводом с двухполюсником 8, дру- РОЙ вывод которого соединен с входом усилителя 6. Точка соединения датчика 7 и двухполюсника 8 образует второй выход измерительного преобразователя 1. Вход усилителя 6 через двухполюс- ник 9 соединен с выходом первой схемы 2 сравнения.
Масштабирующий преобразователь 1 также выполнен на усилителе 10 и содержит делитель на резисторах 11 и 12 в цепи отрицательной обратной связи, а вход усилителя 10 через резистор 13 соединен с вторым выходом измерительного преобразователя 1,
Устройство работает следую цим об- разом.
Допустим, что датчик 7 с сопротивлением Хр выполнен по последовательной схеме замещения с активным R и индуктивным Lf параметрами.
Характер сопротивления Х, первого двухполюсника 8 и сопротивления X р2 второго двухполюсника 9 - катушек индуктивности L(j, на входе усилителя 6 и Lo2 включенной последовательно с датчиком 7 в цепь ООС усилителя 6, совпадает с характером сопротивления L X.
При включении питания благодаря наличию положительной обратной связи на выходе схем 2 и 3 сравнения появляются напряжения амплитудой U и U соответственно, например, отрицательные.
В этом случае сигнал усилителя 6 описывается выражением
u,,,(t).uBi-t.
04 Ьр,
Этот сигнал подается параллельно на входы схем 2 и 3 сравнения. Одновременно с второго выхода усилителя 6 (с элемента L ) напряжение, описываемое вьфажением
птз)г
и ,
Lot
подается на вход масштабирующего блока 5, имеющего коэффициенты передачи п, для сигнала, поступающего на второй вход схемы 2 сравнения, и п - для схемы 3 сравнения. При этом,
Х(мам)
если п, п, (1+-), то в мент равенства Lк
uLiLll.u.uRi,.n (1) LOI i- oi Ь
срабатьгоает схема 3 сравнения, ;а в момент равенства
ubilb - -nRi ,
LO LO, 4 LO,
(2)
срабатывает схема 2 сравнения и смняет полярность выходного сигнала. Далее процесс повторяется.
Из уравнений (1) и (2) получаем Т(п.-п Ьо2 Т 1 Гг 1 LX 1
4т- п п:г--1)
и т I
где Т г Т .
Если характер сопротивления второго опорного элемента совпадает с сопротивлением R, элемента схемы замещения датчика, то в этом случа (при п п, 1)
и С t) ubJi- u-Ji t
vnrs t; U t,
a на вход масштабирующего блока 5 подается сигнал
птз ( t.
Условия срабатывания схем 2 и 3 сравнения записываются в виде
„Li..T R...,
-Of
LO,
,Ь1...,.
01
LO,
01
Откуда следует R«
Т / R;; 1
4Т ,
П д-П,
(3)
. -I.).
R,,(n,-n,)-4
Т т 4Т RoiCnj-n,)
С учетом влияния конечного значения коэффи1р{ента усиления (А/с) усилителя 6 условия равенства сигналов на входах схем 2 и 3 сравнения в случае двух двухполюсников Lg, и LQ после разложения экспоненциально составляющей в ряд Тейлора и ограничиваясь двумя членами разложения (как и ранее) записываются в виде
UACLilLoil +yARxTxLoi(ll;A)
Uo, (1+A)+ci,-i-Loj
O(+A}+L +LOI
(1+A)+L +LoiP (4)
yAaj -t-L2;j)+yAI T,L HA) -
L( +A) +L ,+L p2 L оД 1 +A) +L ,
UAL
L d+Aj+L.+Lr,
Из уравнений (4) и (3) следует, что погрешность преобразования от действия рассматриваемого фактора по параметру LX равна НУЛЮ, а по RX
УЬо1
Г 1+А Так, например, при Ly/L, 0,5 и А 10 у 0,0015%.
Аналогичным образом получается, что во втором случае, когда второй двухполюсник выбран R, данная погрешность преобразования по параметру L равна нулю, а по периметру L примерно втрое меньше, чем в известном устройстве .
Погрешность от действия конечного значения входного сопротивления и полосы пропускания усилителя 6 в предлагаемом устройстве также значительн меньше по сравнению с известным.
При преобразовании параметров емкостного датчика, представляемого последовательной схемой замещения из RjC ,-элементов и включаемого в цепь ООС усилителя 6 последовательно с двухполюсником R р2 и двухп(люсником Rp на входе усилителя 6. получаем:
0
0
5
5
0
0
0
5
1
4Т
п, -п.
R
(п,-1)-
т (п,- ( г .л ,
-n),.
В случае, если второй двухполюсник
С р , а первый R д,, то при ,1
-T- I Dil2 2/Ci. „, Rj(Coi 4Т п,-п 4Т п.г-п7
Во всех рассмотренных случаях погрешность неидеальности усилителя 6 также существенно снижается или устраняется полностью.
Таким образом, введение новых эле- MeHTOip - масштабирующего и второго двухполюсника с соответствующими изменениями структуры устройства позволяет устранить влияние погрешностей, обусловленных неидеальностью параметров операционных усилителей, включаемых в измерительную схему, в частности параметров усилителя 6.
Формула изобретения
Устройство для преобразования параметров датчика в скважность импульсов, содержащее измерительный преобразователь, первый выход которого соединен с первыми входами двух схем сравнения, выходы которых соединены с входами триггера, а вторые входы первой и второй схем сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами масштабирующего блока, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности, масштабирующий блок выполнен в виде усилителя с резистивным делителем в цепи отри- .цательной обратной связи, причем выход усилителя является первым выходом масштабирующего блока, точка соединения резисторов делителя является вторым выходом масштабирующего блока, а вход усилителя через резистор соединен с вторым выходом измерительного преобразователя, выполненного в виде усилителя, к выходу которого, являющемуся первым выходом измерительного преобразователя, подключен датчик, соединенный с двухполюсником, ченным другим выводом к входу усилителя, причем точка соединения датчика и одного двухполюсника является вторым выходом измерительного преобразователя, а вход усилителя через другой двухполюсник соединен с выходом первой схемы сравнения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для определения параметров трехэлементных двухполюсных цепей | 1990 |
|
SU1758587A1 |
Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников | 1982 |
|
SU1033984A1 |
Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников в напряжение | 1981 |
|
SU960662A1 |
Универсальный измеритель параметров двухэлементных двухполюсников | 1990 |
|
SU1756834A1 |
Многоканальное устройство для измерения температуры | 1985 |
|
SU1265494A1 |
Преобразователь погонного сопротивления проволоки в период электрических колебаний | 1988 |
|
SU1580285A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНЫХ ЦЕПЕЙ | 2001 |
|
RU2212677C2 |
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДВУХПОЛЮСНИКОВ | 2012 |
|
RU2509312C1 |
Устройство для измерения параметров комплексного нерезонансного двухэлементного двухполюсника (его варианты) | 1981 |
|
SU993155A1 |
Устройство для измерения параметров пассивного комплексного двухполюсника | 1983 |
|
SU1244598A1 |
Устройство для преобразования параметров датчика в -кважность импульсов относится к области измерительной техники, может быть использовано при измерениях неэлектрических величин с помощью датчиков, включенных по схеме двухполюсника, и позволяет повысить точность преобразования, а также расширить диапазон возможных изменений параметров датчика. Устройство содержит измерительный преобразователь с датчиком, масштабирующий блок и две схемы сравнения, соединенные с выходным триггером, и обеспечивает раздельное формирование длительностей импульса и паузы выходного сигнала в зависимости от величины активной и реактивной составляющих сопротивления датчика. 2 ил. СЛ
Фиг.1
Фиг. I
Преобразователь параметров пос-лЕдОВАТЕльНыХ НЕРЕзОНАНСНыХ элЕКТРи-чЕСКиХ цЕпЕй B пЕРиОд КОлЕбАНий | 1979 |
|
SU849103A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Преобразователь малых перемещений в скважность импульсов | 1977 |
|
SU619795A1 |
кл | |||
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Шеститрубный элемент пароперегревателя в жаровых трубках | 1918 |
|
SU1977A1 |
Авторы
Даты
1988-02-07—Публикация
1981-12-28—Подача