Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени Советский патент 1989 года по МПК G01R27/02 

с нем./Под М.: Энергоиз1

(21)4229002/24-21

(22)14.04,87

(46) 15.11.89. Бюл. № 42 (72) Л.И.Волгин и А.И.Зарукин

(53)621.317.73(088.8)

(56)Драхсел Р. Основы электроизмерительной техники: Пер.

ред. В.Ю.Конголовского. дат, 1982, с. 253.

Авторское свидетельство СССР № 1218342 кл. G 01 R 27/02, 1984.

(54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

(57)Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может . быть использовано для построения цифровых измерительных приборов. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени содержит контакт 1 для подключения источника опорного напряжения, мутатор 2 напряжения с выходом 3, входами 4 и 5, ключи 6,8 и 9, компаратор 7, усилители 10, 32, зажимы 11 и 12 для подключения преобразуемого резистора 13, контакт 15, активный интегратор- 16, вход 17 и выход 18 интегратора, времязадающий резистор 19, зажимы 20 и 21 для подключения преобразуемого конденсатора 22, повторитель 23 тока, блок 29 управления, .ключ 31, резисторы и контакты. Изобретение позволяет существенно повысить точность в широком диапазоне преобразуемых параметров за счет фиксированного размаха амплитуды перезаряда емкости при широком диапазоне изменения преобразуемых параметров. 1 ил.

(Л

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени содержит контакт 1 для подключения источника опорного напряжения, коммутатор 2 напряжения с выходом 3, входами 4 и 5, ключи 6,8 и 9, компаратор 7, усилители 10, 32, зажимы 11 и 12 для подключения преобразуемого резистора 13, контакт 15, активный интегратор 16, вход 17 и выход 18 интегратора, времязадающий резистор 19, зажимы 20 и 21 для подключения преобразуемого конденсатора 22, повторитель 23 тока, блок 29 управления, ключ 31, резисторы и контакты. Изобретение позволяет существенно повысить точность в широком диапазоне преобразуемых параметров за счет фиксированного размаха амплитуды перезаряда емкости при широком диапазоне изменения преобразуемых параметров. 1 ил.

-

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов.

Цель изобретения - повьппение точ ности .преобразования.

На чертеже представлена структурна электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит контакт 1 для подключения источника опорного напряжения, коммутатор 2 напряжения с выходом 3, первым 4 и вторым 5 вхо- дани, третий ключ 6, компаратор 7, первый 8 и второй 9 ключи, первый усилитель 10, первый 11 и второй 12 зажимы для подключения преобразуемого резистора 13 (R,), первый резистор 14 (R), третий контакт 15 для подключения к шине заданного потенциала, активный интегратор 16 с входом 17 и выходом 18, включающий времязадаю- щий резистор 19 (Кд), четвертый 20 и пятый 21 зажимы для подключения преобразуемого, конденсатора 22 (С), повторитель 23 тока с входом 24, средней точкой 25 и выходом 26, шестой контакт 27, для подключения нагрузки, коммутатор 2 напряжения выполнен на четвертом резисторе 28 и ключе 6, блок 29 управления, контакт 30 для подключения к источникз управляющего напряжения, четвертый ключ 31, третий усилитель 32, второй резистор 33 (RJ) и третий резистор 34 (R)Преобразователь работает следующим образом.

Цикл преобразования устройства состоит из двух тактов. В начале первого такта напряжение на выходе активного интегратора близко к нулю, а состояние ключей соответствует показанному на чертеже.

В качестве повторителя 23 тока должен быть использован неинверсный повторитель тока.

В первом такте работы зависимость напряжения от времени на конденсаторе 22 - Uc описывается выражением 1 f Е R2 R3 . Ri RS Е .

с с;и:к7й/ 5;-5;5:; ,

..где Е - напряжение источника опорного напряжения, подключенного к контакту 1. Отсюда длительность первого такта

Sx5i

Rn R.

- 1

гг-О.

.

При достижении напряжением на выходе интегратора 16 напряжения Е выход5

20

25

|Q

50

-

30

40

45

55

ное напряжение компаратора изменяет свое значение. Это приводит к тому, что ключи 6 и 8 размыкаются, а ключ 9 замыкаетсях

При этом напряжение на конденсаторе 22 описывается выражением

П -к- 1 .Е Ch с-Е clR- R-Rlc При этом напряжение на конденсаторе 22 уменьшается от напряжения Е до нуля.

Отсюда длительность второго такта

Р -S.I р г

а длительность цикла преобразования

,+ R.c|4i4-).

К К4 R,

при 1 получают T 2Ro-C|-i. tч 2Преобразователь может работать в двух режимах - в режиме с внешней синхронизацией (при этом запуск устройства осуществляется от внешних импульсов) и в -автоколебательном (фронты выходных импульсов синхронизируют последующие после преобразования устройством).

в режиме с внешней синхронизацией на контакт 30 подаетсй синхронизирующий импульс, например, отрицательной полярности.

По переднему фронту этого импульса размыкается ключ 31 и конденсатор 22 начинает заряжаться. По окончании цикла Т работы устройства на контакте 27 получают положительный импульс, передний фронт которого является информационным параметром окончания периода преобразования.

При подаче на контакт 3.0 логического нуля устройство работает в режиме автоколебаний. При этбм происходит преобразование емкости и сопротивления в интервал времени, а напряжение на контакте 27 повторяет напряжение на выходе компаратора 7.

Использование преобразователя позволяет существенно повысить точность в широком диапазоне преобразуемых параметров за счет фиксированного размаха амплитуды перезаряда емкости при широком диапазоне изменения преобра- зуемых параметров. Амплитуда перезаряда конденсатора постоянна для любых значений емкостей и сопротивлений, что позволяет выбрать ее намного больше напряжения смещения компаратора, которое постоянно определяет пороги

разряда-заряда конденсатора в обоих тактах и поэтому не ухудшает точность .преобразования. Функция преоб-; разования как в первом, так и во втором такте не зависит от напряжения ие точника Е, что позволяет требовать от него только кратковременной стабильности в течение двух тактов преобра- зования.

Формула изобретения

152

Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени, содержащий источник опорного напряжения, соединенный с одним из зажимов для подключения преобразуемого резистора, друго зажим для подключения преобразуемого резистора соединен с входом первого усилителя и через первый резистор с выходом первого усилителя, активный интегратор, между выходом которого и общей шиной включены зажиг-1ы для подключения преобразуемого конденсатора, первый и второй ключи, компаратор, один из входов которого соединен с выходом активного интегратора, выход - с одним из входом блока управления, другой вход которого соединен

1522120

с источником управляющего напряжения, и коммутатор напряжения, включающий третий ключ, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, о. тличающийся тем, что, с целью повьппения точности преобразования, в него введены второй усилитель, второй и третий резисторы, при этом другой вход коммутатора напряжения соединен с шиной заданного . потенциала, выход коммутатора напряжения соединен с другим входом компаратора, выход первого усилителя сое- дине,н с первым информационным входом второго ключа и через второй резистор с входом третьего усилителя, выход которого через третий резистор соедиг нён с другим выводом второго резистора и непосредственно с первым информационным входом первого ключа, вторые информационные входы первого и второго ключей соединены с первым входом активного интегратора, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй вход блока управления соединен с выходным зажимом, а управляющие входы первого, второго и третьего ключей соединены с выходом компаратора ,