Преобразователь информативного параметра квазидифференциального датчика Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к измерению параметров емкостных датчиков,и может быть использовано при построении преобразователей абсолютного приращения емкости квазидифференциальных емкостных датчиков.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет того, что в преобразователь введены дифференциатор, инвертор, сумматор и амплитудно-дифференциальный нуль-орган, при этом выход генератора подключен к входам дифференциатора и инвертора и к первой клемме датчика, вторая клемма которого соединена с входом усилителя, чей выход подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом инвертора, а выход с третьей клеммой датчика, и с первым входом амплитудно-дифференциального нуль-органа, второй вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход соединен с управляющим входом генератора.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Она состоит из генератора 1, зажимов 2-4 датчика 5, состоящего из конденсатора 6 емкостью С0 ± АС и конденсатора 7 емкостью С0, сумматора 8, инвертора 9, усилителя 10, амплитудно-дифференциального нуль-органа II, дифференциатора 12, выполненного на усилителе 13, конденсаторе 14 и резисторе 15.

Выход генератора 1 подключен к входам дифференциатора 12 и инвертора 9, а также к первой клемме 2 датчика 5. Вторая клемма 4 датчика 5 соединена с входом усилителя 10, а третья клемма 3 датчика 5 подключена к выходу сумматора 8. Первый вход суммато10

15

20

25

30

35

40

U

- и &- 0 с„

Это напряжение поступает на первый вход амплитудно-дифференциального нуль-органа 11, причем на его дру

гой вход поступает напряжение выхода дифференциатора 12

U,

о, --j

U0u)RtC,;

где R - сопротивление резистора 15

С, - емкость конденсатора 14. Выходное напряжение амплитудно-ди ференциального нуль-органа 11 изменяет частоту генератора 1 до тех пор

пока модули напряжений U, будут равны, т.е.

I- и. 1 Ы и,

и U. не

Rrc,

В момент равновесия частота генератора 1 определяется выражением

1 йС

с; с0

Она пропорциональна информативному параметру ДС/С0 квазидифференциального датчика.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает преобразование информативного параметра в том случае, когда конденсаторы 6 и 7 датчика 5 имеют с противления утечки, и при обеспечени одинакового тангенса угла потерь обо их конденсаторов.

Предлагаемый преобразователь можн импользовать для преобразования информативного параметра квазидифференциального индуктивного датчика.

Использование изобретения позволя ет преобразовать в частоту именно информативный параметр как емкостного так и индуктивного квазидифференциального датчика, а также повысить точность за счет преобразования в

ра 8 подключен к выходу усилителя 10, 45 частотУ непосредственно информатива второй - к выходу инвертора 9.Входы амплитудно-дифференциального нуль-органа 11 подключены к выходам усилителя 10 и дифференциатора 12, а выход соединен с управляющим входом генера- 50 тора 1.

ного параметра, а также в силу независимости результата преобразования от выходного напряжения генератора.

Формула изобретения

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение U0 с выхода .генератора 1 поступает через инвертор 9 на сумматор 8 и на вход усилителя 10 через конденсатор 6 датчика 5. Выходное напряжение и. усилителя 10 равно

U

- и &- 0 с„

Это напряжение поступает на первый вход амплитудно-дифференциального нуль-органа 11, причем на его другой вход поступает напряжение выхода дифференциатора 12

U,

о, --j

U0u)RtC,;

где R - сопротивление резистора 15;

С, - емкость конденсатора 14. Выходное напряжение амплитудно-дифференциального нуль-органа 11 изменяет частоту генератора 1 до тех пор,

пока модули напряжений U, будут равны, т.е.

и U. не

0

5

0

5

0

I- и. 1 Ы и,

Rrc,

В момент равновесия частота генератора 1 определяется выражением

1 йС

с; с0

Она пропорциональна информативному параметру ДС/С0 квазидифференциального датчика.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает преобразование информатив ного параметра в том случае, когда конденсаторы 6 и 7 датчика 5 имеют сопротивления утечки, и при обеспечении одинакового тангенса угла потерь обоих конденсаторов.

Предлагаемый преобразователь можно импользовать для преобразования информативного параметра квазидифференциального индуктивного датчика.

Использование изобретения позволяет преобразовать в частоту именно информативный параметр как емкостного, так и индуктивного квазидифференциального датчика, а также повысить точность за счет преобразования в

частотУ непосредственно информатив

ного параметра, а также в силу независимости результата преобразования от выходного напряжения генератора.

Формула изобретения

Преобразователь информативного параметра квазидифференциального датчика, содержащий усилитель и генератор, квазидифференциальный датчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены диффе515663036

ренциатор, сумматор, инвертор и ам-второй вход которого соединен с выплитудно-дифференциальный нуль-орган,ходом инвертора, а выход - с третьпри этом выход генератора соединеней клеммой датчика, и к первому вхос входами дифференциатора и инверто-ду амплитудно-дифференциального нульра и с первой клеммой датчика, вто-органа, второй вход которого соедирая клемма которого соединена с вхо-нен с выходом дифференциатора, а выдом усилителя, выход которого при-ход - с управляющим входом генерасоединен к первому входу сумматора,тора.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров емкостных датчиков. Цель изобретения - повышение точности измерений путем преобразования информативного параметра датчика в частоту и независимости результата измерений от напряжения генератора. Выход генератора 1 соединен с входами дифференциатора 12 и инвертора 9 и с первой клеммой 2 датчика 5, вторая клемма 4 которого подключена к входу усилителя 10. Выход усилителя присоединен к первому входу сумматора 8, второй вход которого связан с выходом инвертора 9, а выход - с третьей клеммой 3 датчика, и к первому входу дифференциального нуль-органа 11, второй вход которого соединен с выходом дифференциаторов 12, а выход - с управляющим входом генератора 1. 1 ил.