Емкостный преобразователь перемещения в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/50 

л

00

со

00

о со о

Изобретение относится к иэмери- т льноЙ технике и предназначено для автоматизации измерения и контроля Линейных перемещений,

Цель изобретения - повьпиение быстродействия преобразователя.

На чертеже .приведена стр уктурная схема емкостного преобразователя перемещения,

Емкостный преобразователь переме - в код содержит генератор им п|гльсов, электронный ключи 2 и 3, разделительные элементы, выполненные на диодах 4 и 5, емкостный датчик 6, формирователь опорного сигнала, вы- полненный на конденсаторе 7, токо- joграничивающие элементы, выполненные на резисторах 8 и 9, фильтр 10 ниж- Hjjx частот, компаратор 1 I, элемент памяти, вьшолненный на RS-триггере 12, счетчик 13, регистр 14, цифро- а алоговый преобразователь 15, не- иивертирующий 16 и инвертирующий 17 пЬвторители и источник 18 опорного напряжения.

Емкостный преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе компаратора 11 устанавливается от- рицательньй уровень напряжения, соот- 1 етствующий уровню логического О, инверсном выходе RS-триггера 12 - вровень 1, устанавливающий счетчик (3 в исходное состояние. На выходе цифроаналогового преобразователя 15 ц повторителей 16 и 17 напряжение от- (;утствует. При поступлении импульса Спуска на S-вход RS-триггера 12 по входной шине на инверсном выходе RS- .Триггера 12 устанавливается уровень 0 и начинается заполнение счетчика 13 импульсами генератора 1,

На выходах цифроаналогового преобразователя 15 и повторителя 16 формируются ступенчато возрастающие напряжения положительной полярности, на выходе повторителя 17 - ступенчато- возрастающее напряжение отрицатель- ной полярности. При этом в точке соединения диода и резистора 8 формируются импульсы напряжения со ступенчато возрастающей амплитудой положительной полярности и с длительностью cnaда, определяемой постоянной времени разряда емкостного датчика 6, в точке соединения диода 5 и резистора 9 формируются импульсы напряжения со ступенчато возрастающей амплитудой отрицательной полярности и с длительностью спада, определяемой постоянной времени разряда конденсатора 7,

При идентичности плеч нелинейной мостовой схемы линейно возрастающее выходное напряжение фильтра 10 низких частот пропорционально разности емкостей датчика 6 и конденсатора 7, Переключение компаратора I1 происходит в момент равенства линейно возрастающего напряжения на выходе фильтра 10 и опорного напряжения Vo на выходе источника 18. При этом на выходе компаратора 11 устанавливается уровень напряжения положительной полярности, соответствующий уровню 1, который переписьшает в регистр 14 цифровой код на выходах счетчика 13, соответствующий моменту равенства напряжений на входах компаратора 1 1. Одновременно уровень 1 поступает на R-вход RS-триггера 12, устанавливая его в исходное состояние. Уровень 1, появляющийся на инверсном выходе RS триггера 12, устанавливает счетчик 13 также в исходное состояние Новый цикл преобразования начинается с поступлением следующего импульса запуска на вкодную щину.

При оптимальной емкости конденсатора 7, компенсирующей постоянную паразитную составляющую емкостного датчика 6, в регистр 14 записьгоается цифровой код, а на выходе цифроаналогового преобразователя 15 формируется в процессе преобразования ступенчато возрастающее напряжение с амплитудой, линейно зависящей от пере мещения.

Формула изобретения

Емкостный преобразователь перемещения в код, содержащий генератор им- пульсОв, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с вхддами реги стра, выходы которого являются выходами преобразрвателя, первый электронный ключ, выход которого соединен через первый разделительный элемент с емкостным датчиком и входом первого токоограничивающего элемента, выход которого соединен с входом фильтра низких часот, цифроаналоговый преобразователь, второй токоограничиваю- щий элемент, второй разделительный

элемент, компаратор, элемент памяти, отличающийся тем, что, с целью повытеиия быстродействия преобразователя, в него введены источник опорного напряжения, неинвертирующий повторитель, инвертирующий повторитель, второй электронный ключ, формирователь опорного сигнала, выходы счетчика соединены с входами циФ роанапогового преобразователя, выход которого соединен через неинвертирующий повторитель с информационным входом первого электронного ключа, а через инвертируКиций повторитель - с информационным входом второго электронного ключа, выход которого соединен через второй разделительный

элемент с входом формирователя опорного сигнала, выход которого соединен через второй токоограничивающий элемент с входом фильтра низких .частот, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с входом записи регистра и первым входом элемента памяти, второй вход которого является входом запуска преобразователя, а выход соединен с входом установки нуля счетчика, второй и третий

выходы генератора импульсов соединены с управляющими входами сортветст- венно первого и второго электронных ключей.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для автоматизации измерения и контроля линейных перемещений. Целью изобретения является повьшение быстродействия преобразователя. Для этого в емкостный преобразователь перемещения в код, содержащий генератор I импульсов, диоды 4 и 5, емкостный датчик 6, резисторы 8 и 9, фильтр 10 низких частот, RS-триггер 12, счетчик 13, цифроаналоговый преобразователь 15, компаратор 11, электронный ключ 2 и регистр I5, введены опорный конденсатор 7, инвертирующий повторитель 16, неинвертирующий повторитель 17, электронный ключ 3. Поставленная цель достигается за счет того, что преобразование в код осуществляется за один период импульсов генератора I импульсов . 1 ил.

Составитель Е, Бударина Редактор П. Гереши Техред А.Кравчук

Заказ 2608/57

Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Корректор С.Черни

Подписное