Преобразователь информативного параметра датчика в частоту Советский патент 1991 года по МПК G01R27/26 

Фиг. 1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к преобразованию информативного параметра емкостного датчика, и может быть использовано для преобразования информативного параметра различных датчиков в частоту.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимости регулировки начальной частоты и чувствительности.

На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя ин- формативного параметра датчика в частоту; на фиг,2 - возможные схемы замещения датчика.

Преобразователь состоит из генератора 1, датчика 2, клемм 3-5 для подключения датчика, образцового (информативного) 6 ,и информативного (образцового) 7 элементов дат- чпка, усилителя 8, фазовращателя 9, выпрямителей 10 - 12-, схемы 13 срав- нения, резисторов 14 - 17 (R1 jf-Rl7), усилителя 18.

Преобразователь работает следую - щим образом.

Напряжение VQ с выхода генерато- ра 1 подается на вход усилителя 8, выходное напряжение которого определяется образцовым 6 (7) и информативным 7 (б) параметрами датчика. В случае последовательной схемы замещения датчика 2, представленной на фиг.2а, выходное напряжение усилителя 8 равно

U -U,

С,

J°cx

tf

+ -- . Если фазовращатель 9 - дифференциатор, то выходное напряжение фазовращателя IL описывается выравыпрямляется выпрямителем 11 и подается на второй вход схемы 13 сравнения. На первый вход схемы 13 сравнения подается выпрямленное выходное напряжение генератора 1 (U0)- На третий вход схемы сравнения подается выпрямленное выходное напряжение фазовращателя 9, сдвигающего фазу выходного напряжения генератора на

жением

иг -UOJCORC.

где R C Ј - постоянная времени дифференцирования .

Выходное напряжение схемы 13 сравнения изменяет частоту генератора 1 до тех пор, пока сумма токов, теку- , щих через резисторы 14 - 16 схемы 13 сравнения, не будет равна нулю,

Т-16 - « °- причем направления токов is I/g соответствуют полярности выходных напряжений выпрямителей 10 - 12. Токи 1ц4 Н) 1 & определяются следующим образом

-14Ui т

UnCD RC

R

6

а их сумма

Ц2Ш.Ј VJL Rtfe CX R15 R 4Откуда выражение для частоты вид

f Ј А. . 1- + J-)

о #V Т) г т г ТУ

21TR С VR

5 С X

R

«4В случае схемы замещения датчика, представленной на фиг.26, выражение для частоты выходного напряжения генератора 1 имеет вид

f Ј&Г -A.L, + -1-),

2 iTRC

%L 0 Ri5

44

0

35

а в случае схемы замещения датчика, представленной на фиг.2в, получим

-RlЈ. 21TRC

/1.р . 1

р в КХ Р

К0К(5 К14

Если в схемах замещения фиг. 2 поменять местами образцовый и информативный элементы, то в выражениях для частот, полученных выше, надо также поменять местами образцовый и информативный параметры датчика.

Если же в качестве фазовращателя используют интегратор, то выходной величиной будет период выходного напряжения генератора и для схем замещения датчика, представленных на фиг.2 имеем

2frR

+

К|5 Сх

1

Т - 2frR,6RC (0L0 RI5

&

т

0

1

(гД--.Кх+-1-)

наличие множителя перед С, L%, Ry в виде сопротивления позволяет производить независимую регулировку чувствительности преобразователя, а сопротивлением Е 4МОЖНО задать начальную частоту. Это позволяет получить нормированный выходной сигнал преобразователя при подключении к нему датчиков с различными значения- ми образцового и информативного элементов.

Преобразователь обеспечивает также преобразование информативного па- ра -:атра датчика и в том случае, когда кавдый з его элементов имеет последовательную или параллельную двухэлементную схему замещения при условии, что тангенс угла потерь инфор- мативною и образцового элементов одинаков о

Устройство обеспечивает прямо или обратно пропорциональное преобразование относительного изменения ем- кости, индуктивности и сопротивления датчиков в частоту выходного напряжения генератора как при одно-, так и при двухэлементной схеме замещения информативного и образцового элементов датчика.

Формула изобретения)

Преобразователь информативного параметра датчика в частоту,, содержащий генератор, усилитель, фазовращатель, схему сравнения, причем выход генератора соединен с входом усилителя через датчик, информационный 1 элемент которого составляет цепь обратной связи усилителя, и с входом фазовращателя, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены три выпрямителя, вход первого выпрямителя соединен с выходом генератора, а его выход - с входом схемы сравнения, вход второго выпрямителя соединен с выходом усилителя, а его выход - с вторым входом схемы сравнения, вход третьего выпрямителя соединен с выходом фазовращателя, а его выход соединен с третьим входом схемы сравнения, : причем выход схемы сравнения соединен с управляющим входом генератора.