Преобразователь параметров индуктивного датчика в период электрических колебаний Советский патент 1989 года по МПК G01R27/26 

со &д

Изобретение относится к области измерения параметров индуктивных датчиков и служит для повьш1ения точное-. импульсный релаксационный автогенератор и содержит усилитель 3, в цепь отрицательной обратной связи которого подключается индуктивный датчик 9,цепь положительной обратной связи образуют компаратор 5,параллельно которому подключен ключ 6,на один из входов комапаратора 5 подается выходной сигнал усилителя 3, а на другой - сигнал с делителя, образованного резисторами 7 и 8, который подк-шочен к выходу компаратора, интегратор 1 и опорный элемент 2. Сигнал с выхода усилителя 3 подается также на один из входов компаратора 4, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход является выходом устройства. За счет введения резистивного делителя 7,8 интегратора 1 и компаратора 4 достигается повышение точности. 2 ил. 1C (Л

Риг.1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению реактивной и активной составляющих катушек индуктивности, и может быть использовано при измерении различных физических величин с помощью индуктивных датчиков.

Цель изобретения - порышение точности измерений.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов„

Преобразователь содержит интегратор I, опорный элемент 2, представленный резистором (RO)F усилитель 3, два компаратора. А и З, ключ 6, два резистора 7 и 8 (R и R,), являющиеся делителем напряжения, При этом вьгход интегратора 1 через резистор 2 соединен с инвертирующим входом усилителя 3, выход которого соединен с первыми входами компараторов 4 и 5 Второй вход компаратора 4 соединен с общей шиной, а выход является выхо- дом преобразователя. Выход второго компаратора 5 соединен с входом интегратора 1, с первым выводом и управляющим входом ключа 6 а также с первым выводом второго резистора 8, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора 7, вторым выводом ключа б и вторым входом второго компаратора 5. Второй вывод первого резистора 7 соединен с общей шиной. При этом выводы измеряемого индуктивного датчика 9 сое динены с инвертирующим входом и ззы- ходом усилителя 3.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении питания на выходе компаратора 5 появляется скачок напряжения с амплитудой U, например, положительной полярности, ключ 6 при этом замкнут. На выходе интегратора I напряжение в операторной форме принимает вид

и и, - - «

(1)

где - постоянная времени интегратора 1;

р - оператор Лапласа. Напряжение на выходе усилителя 3 в операторной форме имеет вид

п Г-Li- -5il

з -FR р

(2)

или, переходя к оригиналу,

и,«:) L, R,t, (3)

где Ь„ и RV индуктивность и акII Я

тинное сопротивление измеряемого датчика 9. В момент равенства напряжения на входах компаратора 5

U(t) и-п,,

напряжение на выходе компаратора 5 изменяет знак на противоположный. Ключ 6 при этом размыкается, п определяется из соотношения

RZ

R rii5-si

где , сопротивление открытого

ключа 6.

Напряжение на выходе усилителя 3 изменяется от значения и„ по закону

U,(t) И,, - 2L, -н R,t.

(4)

Далее это напряжение сравнивается с.напряжением UDJ

.

R«Rk«.3

k.i

г

R,+ R.

R „, - - сопротивление закрытого клюКЯ« 3

ча 6.

Значения гц и п задаются перед началом работы преобразователя. При выполнении условия

) - Vn

выходное напряжение компаратора изменяет полярность и весь процесс повторяется . .

Преобразователь работает как релаксационный генератор. При этом напряжение Uj на первом компараторе 4 сравкивается с нулевым уровнем. На выходе компаратора 4 формируются интервалы t J и tfe (фиг.2) положитель- ной и отрицательной полярности.

Значения интервалов времени t,- t4 (фиг, 2) определяются из выражений (3) и (А)

I

и«,

и

TR:

TR-

R,t, Un,

Un,- -5 Г2ЬЛ R,4

0

u RO

RX

- Un,

откуда

t

-r (i

ROЧ)

RV

(п.,г

RCLX)

Решая полученную систему уравнений (7), находим

CR,

trni- t6n,

,-

- SlEainil-HjL

tj- t

же10

6)

15

7)

20

25

30

Формула изобретения Преобразователь параметров индуктивного датчика в период электрических колебаний, содержащий опорный элемент, один из выводов которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, причем первый вывод измеряемого индуктивного датчика подключен к первому входу компаратора, отличаю дийся тем, что, с пелью повыпения точности, в него введены первый и второй резисторы, интегратор и второй компаратор, причем выход первого компаратора соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вьшодом опорного элемента, выход усилителя соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого.-соединен с обшей шиной, а выход является выходом преобразователя, выход первого компаратора соединен с первым выводом ключа и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом ключа, вторым входом первого KON:napaTopa и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод измеряемого индуктив