Преобразователь сопротивления в напряжение Советский патент 1992 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров окружающей среды, например температуры, освещенности, механических деформаций, магнитного потока и т.д.

Целью изобретения является повышение точности преобразования и расширение области применения за счет многоканального преобразования.

На чертеже изображена схема преобразователя сопротивления в напряжение.

Преобразователь сопротивления в напряжение содержит п канальных преобразователей 1, где п - число каналов, каждый из которых состоит из резистора нагрузки RH, канального операционного усилителя AI, первого RI и второго R2 резисторов, первый источник 2 тока, согласующий операционный усилитель 3, первую 4 и вторую 5 группы ключей, второй источник 6 тока.

Работа преобразователя сопротивления в напряжение состоит в последовательном подключении резисторов нагрузки каждого из п каналов преобразования к источнику 2 тока (1Г).

Резистор RH нагрузки первого канала преобразования подключается к источнику 2 тока (И) следующим образом.

В первой группе ключей ключ Кп выключен, ключи Ki2...Kin, включены во второй группе ключей ключ «21 включен, ключи К22...К2п выключены.

Трехпроводная схема подключения резисторов RH нагрузки при условии равенства сопротивлений резисторов RI и R2 подключенных к неинвертирующему входу (Н-входу) канального операционного усилителя Ач, обеспечивает режим компенсации

ы

Ь О

сопротивления соединительных проводов для резистора RH нагрузки.

Дополнительный источник 6 тока (12), подключенный к Н-входу канального операционного усилителя AI, сохраняет указан- ный режим и создает такое напряжение на выходе канального операционного усилителя AI, которое компенсирует напряжение от протекающего через резистор RH нагрузки тока, т.е. компенсируется начальное зна- чение сопротивления резисторов RH нагрузки.

Для фиксированного значения сопротивления резистора RH нагрузки на выходе источника 2 тока (М) будет нулевое напряже- ние и изменение величины сопротивления приведет к появлению напряжения разного знака.

Для удобства ноль шкалы измеряемого параметра можно смещать.

Например, при измерении температуры когда нагрузкой является терморезистор, можно добиться такого положения, что нулевой, положительной и отрицательной температуре соответствует нулевое, поло- жительное и отрицательное выходное напряжение. При необходимости можно смещать шкалу, например выставить нулевое выходное напряжение при +20°С.

Напряжение с выхода источника 2 тока (М) через согласующий операционный усилитель 3 (An+i) подается на Н-входы канальных операционных усилителей с помощью замкнутых ключей 4 первой группы (К12...КП).

Тогда ток через резистор RH нагрузки указанных каналов преобразования не протекает, поскольку потенциалы напряжений на первом, втором, третьем выводах равны.

Для работы второго канала необходи- мо, чтобы в первой группе 4 п ключей ключ Ki2 был выключен, остальные включены, во второй группе 5 п ключей ключ К22 включен, остальные выключены.

Последующие каналы преобразователя сопротивления в напряжение подключаются аналогично. Таким образом, коммутатор , для последовательной коммутации тока в резисторных нагрузки в данном случае представляет собой соединение двух групп ключей и канальных операционных усилителей.

Канальный операционный усилитель для работающего канала представляет собой ключ в режиме Включено и имеет ну- левое сопротивление, а для других каналов представляет собой ключ в режиме Выключено, поскольку ток через резисторы нагрузки не проходит, т.е. происходит

переключение тока в резисторе RH нагрузки каналов преобразования.

Преобразователь сопротивления в напряжение позволяет осуществить многоканальное преобразование и повысить точность преобразования вследствие достижения максимальной чувствительности, которая ограничивается только максимальной мощностью рассеяния резистора нагрузки.

Компенсация начального значения сопротивления резисторов нагрузки позволяет полностью использовать выходное напряжение источника тока и употреблять более низкое напряжение источника питания.

Надежность преобразования повышается поскольку нет элементов схемы, работающих в предельных режимах, например ключей коммутатора.

Формула изобретения

Преобразователь сопротивления в напряжение, содержащий первый источник тока и канал преобразования, который состоит из резистора нагрузки, включенного по трехпроводной схеме, канального операционного усилителя, первого и второго резисторов, причем первый вывод резистора нагрузки подключен к выходу источника тока, второй и третий выводы резистора нагрузки соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом канального операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с общей шиной, а через второй резистор - с выходом канального операционного усилителя, отличающий- с я тем, что с целью повышения точности преобразования и расширение области применения за счет многоканального преобразования, в него введены п - 1 каналов преобразования, согласующий операционный усилитель, первая и вторая группы ключей по п ключей в каждой группе, второй источник тока, выход которого соединен с входами второй группы ключей, выходы которых соединены соответственно с выходами первой группы ключей и неинвертирующими входами канальных операционных усилителей каждого из соответствующих каналов преобразования, первые выводы резисторов нагрузки каждого из которых объединены и соединены с выходом первого источника тока и нейнвертирующим входом согласующего операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом согласующего операционного усилителя и входами первой группы ключей.

и Mi

i i i г i i

д

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров окружающей среды. Целью изобретения является повышение точности преобразования и расширение области применения. Преобразователь сопротивления в напряжение содержит канальный преобразователь 1 и источник 2 тока, причем канальный преобразователь состоит из резистора нагрузки RH канального операционного усилителя AI и двух резисторов RI и RaВведение (п-1) канальных преобразователей, (где п- число каналов преобразования) согласующего операционного усилителя 3, двух групп ключей 4 и 5 по п ключей в каждой группе и второго источника 6 тока позволяет повысить точность преобразования вследствие достижения максимальной чувствительности и расширить область применения. 1 ил. С

т

IJ