il
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений неэлектрических величин.
Известные измерительные схемы для дифференциальных преобразователей, содержащие емкостные датчики с выходом по постоянному току, резисторы и выпрямительные элементы, недостаточно чувствительны.
В предложенной схеме для повышения чувствительности между источником переменного напряжения и выпрямительными диодами вклю.ены две индуктивные катушки, образуюш,ие с соответствуюш,ими емкостными датчиками два резонансных контура.
На фиг. 1 представлена описываемая схема; на фиг. 2 - зависимость напряжения на емкостях в функции частоты.
Схема состоит из индуктивностей LI и LZ, диодов Hi и Д2, резисторов Ri и R, конденсаторов GI и Са, являюндихся емкостями дифференциального преобразователя. Элементы LiCi и LjCa образуют два последовательных резонансных контура, а элементы Сь Cz, Дь Да, 1, 2 -двойной нелинейный Т-образный четырехполюсник. Ё, {/вых и R - соответственно синусоидальное напряжение источника питания, выходное напряжение и сопротивление нагрузки схемы.
Принцин работы схемы заключается в следу юш,ем.
Конденсатор Ci заряжается через открытый диод Д в течение четверти периода первой половины положительной полуволны напряжения Е, а конденсатор С - через открытый диод Д2 в течение четверти периода первой половины отрицательной полуволны этого же напряжения. Остальные три четверти периода (поскольку диоды Д1 и Д2 закрыты) конденсаторы Ci и Cz соответственно разряжаются через резистор i и нагрузку и через резистор 2 и нагрузку (сопротивление закрытых диодов значительно больше сопротивлений резисторов RI, Rz и нагрузки R).
При разряде конденсаторов на нагрузке Rn происходит суммирование направленных навстречу друг другу разрядных токов конденсаторов Ci и С2, и в зависимости от соотношения их величин на выходе схемы появляется выходное напряжение вых. Когда диоды открыты, образуются резонансные контуры LiCi и , выполняюшие функции первой измерительной схемы, которая преобразует величины емкостей конденсаторов
дифференциальных преобразователей в напряжение на них. При закрытых диодах конденсаторы включены во вторую измерительную схему, функции которой выполняет двойной нелинейный Т-образный четырехполюсннк, нреобразуюший изменение емкостей конденсаторов и напряжений на них в выходное напряжение схемы ЬвыхПри равенстве емкостей конденсаторов (измеряемая неэлектрическая величина равна нулю и Co) и идентичности индуктивных катушек (Li ), а также настройке резонансных контуров на частоту fp, отличающуюся от постоянной частоты /д источника питания на величину, необходимую для вывода рабочих точек на «падающие участки резонансных кривых (см. фиг. 2), напряжения на конденсаторах Ci и Сг будут равными (Uc Uc, Uc). Тогда идентичность обеих частей четырехполюсника (, ) приводит к равенству разрядных токов конденсаторов, отсутствию тока через нагрузку и напряжение . Нарущение равенства емкостей конденсаторов (измеряемая величина не равна нулю и ) ведет к неравенству напряжений на конденсаторах Ci и €2 за счет изменения резонансных частот контуров. На фиг. 2, например, показан случай, когда емкость Ci уменьщилась относительно первоначальной емкости Со, а емкость €2 соответственно увеличилась, т. е. . В резуль г 1
тате этого резонансные частоты контуров соответственно стали /p,fpo и , а напряжения на конденсаторах-Uс - -l Uг, и Vc -АС/сг- Следствием неравенства емкостей конденсаторов и напряжений на них является неравенство разрядных токов конденсаторов Ci и С2, протекание разностного тока через нагрузку и возникновение выходного напряжения t/вых, величина которого в конечном итоге пропорциональна измеряемой неэлектрической величине, а полярность-- ее знаку.
Предмет изобретения
Измерительная схема для дифференциальных преобразователей, содержащая емкостные датчики с выходом по постоянному току, резисторы, источник переменного напряжения и выпрямительные диоды, отличающаяся, тем, что, с целью повыщения чувствительности, между источником переменного напряжения и выпрямительными диодами включены две индуктивные катущки, образующие с соответствующими емкостными датчиками два резонансных контура.
RI
