Преобразователь сопротивления в частоту Советский патент 1991 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности, может быть использовано для измерения активного сопротивления резистивных датчиков с преобразованием сопротивления в часто- ту с-.едования электрических импульсов в широком диапазоне температур окружающей среды, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1310745.

Цель изобретения - повышение точно- сти преобразования за счет устранения влияния аддитивных помех.

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный к входу повторите ч-инвертора 2, выход которого через генератор 3 тока соединен с информационным входом токового пере- ключателя 4, выход которого соединен с инверсным входом интегратора 5 и через первый резистор 6 с выходом повторителя- инвертора 2, выход интегратора 5 подключен к инверсному входу блока 7 сравнения, выход которого подключен к управляющему входу повторителя-инвертора 2 и входу таймера 8. выход которого соединен с управляющим входом токового переключателя 4, выход повторителя-инвертора 2 чеоез вто- рой резистор 9 соединен с инверсным входом операционного усилителя 10 и первым выводом третье о резистора 11, второй вывод которого подключен к первой входной клемме 12, втопая входная клемма 13 под- ключена к выходу операционного усилителя 10 и через четвертый резистор 14 к инверсному входу интегратора 5. Вторые входы интегратора 5, блока 7 сравнения и операционного усилителя 10 подключены к общей шине. К входным клеммам 12 и 13 подключен преобразуемый резистор 15. Выходом преобразователя является выход блока 7 сравнения.

Преобразователь работает следующим образом.

Пусть напряжение на выходе управляемого повторителя-инвертора 2 положительно, а напряжение на выходе интегратора 5 линейно уменьшается (фиг. 2). В момент до- стижения выходным напряжением интегратора нулевого уровня на выходе блока 7 сравнения формируетсг положительный перепад напряжения, который переводит управляемый повторитель-инвертор 2 в режим инвертирования напряжения источника 1 постоянного напряжения и одновременно запускает таймер 8 с кварцевой стабилизацией длительности временного

интервала to. На время to токовый переключатель 4 подключает выход генератора 3 тока к входу интегратора 5, Напряжение на выходе интегратора начинает линейно нарастать (отрицательное) пропорционально алгебраической сумме токов I0 + h + Ix, действующих на его входе (0) - значение тока, формируемого генератором 3 тока; И - значение тока через резистор 6; х - значение тока через резистор 14, пропорциональное величине сопротивления преобразуемого резистора 15). Должно соблюдаться условие0 Ix-Н lo. По окончании интервала to напряжение на выходе интегратора достигает некоторой величины, пропорциональной значению сопротивления преобразуемого резистора 15. Токовый переключатель 4 по команде таймера 8 отключает выход генератора 3 тока от входа интегратора 5, при этом напряжение на выходе интегратора 5 начинает линейно убывать пропорционально разности токов (И - х), действующих на его входе Через интервал времени ti, когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает нулевого уровня, на выходе блока 7 сравнения формируется отрицательный перепад напряжения, который переключает полярность напряжения на выходе повторителя-инвертора 2 на отрицательную и одновременно снова запускает таймер 8. Цикл работы преобразователя повторится. Продолжительность периода Т равна сумме to + ti, где to является величиной постоянной, а ti зависит от величины сопротивления преобразуемого резистора.

За счет воздействия аддитивной помехи длительности периода Т при положительной полярности сигнала (Т4) и отрицательной ОП могут быть не одинаковы, но среднее значение периода ТСр, равное 1/2(Т+ + Т) практически неизменно.

Выражение, связывающее выходную частоту преобразователя f и величину сопротивления преобразуемого резистора RX, имеет вид

ЧA /Rx + Rn to V Rg Ri4

Re/

где А const;

Re, Rg, Rn, Ri4 - значения сопротивлений резисторов 6, 9,11 и 14 соответственно.

Введение дополнительно в преобразователь управляемого повторителя-инвертора, переключение которого осуществляется сигналом с выхода блока сравнения, практически устраняет влияние аддитивных помех (в том числе временной и температурный дрейф напряжений смещения, входных токов) на выходную частоту преобразования, а следовательно, значительно повышает точность преобразования сопротивления в частоту в широком диапазоне рабочих температур. Это позволяет расширить условия применения резистивных датчиков с преобразованием сопротивления в частоту в сторону расширения температурного диапазона, а также увеличить межповерочный интервал.

Формула изобретения

Преобразователь сопротивления в частоту по авт.св. № 1310745, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности преобразования путем уменьшения влияния аддитивных помех, в него введен

управляемый повторитель-инвертор напряжения, вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, управляющий вход - с выходом блока сравнения, а выход - с входом генератора тока и с выводом первого резистора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активного сопротивления резистивных датчиков с преобразованием сопротивления в частоту следования электрических импульсов в широком диапазоне температур окружающей среды. Цель изобретения - повышение точности преобразования путем устранения влияния аддитивных воздействий. Преобразователь сопротивления в частоту содержит источник 1 постоянного напряжения, управляемый повторитель-инвертор 2, генератор 3 тока, токовый переключатель 4, интегратор 5, блок 7 сравнения, таймер 8, операционный усилитель 10 и четыре резистора 6,9, 11, 14. Введение в схему преобразователя управляемого повторителя-инвертора приводит к взаимоуничтожению аддитивных помех, т.к. они поочередно то складываются с сигналом, то вычитаются из него, что уменьшает их влияние на выходную частоту преобразователя. 2 ил. / Ё

Vr

т

1о

to

t/

ц

-( -t

Фиг. г