Преобразователь отклонения емкости датчика от номинального значения в период Советский патент 1977 года по МПК G01R27/26 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ ЕМКОСТИ ДАТЧИКА ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ В ПЕРИОД

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в устройствах, использующих емкостные датчики.

Известен преобразователь отклонения емкости датчика от номинального значения в период, содержащий два генератора, к одному из которых подключена измеряемая емкость, устройство формирования разностной частоты, делитель частоты, ключ, счетчик импульсов 1. Недостатком устройства является относительно невысокая точность, обусловленная необходимостью поддержания стабильной частоты генераторов при равенстве номинальных значений времязадающих емкостей, а также влиянием на результат преобразования активных потерь измеряемой емкости.

Известен преобразователь отклонения емкости датчика от номинального значения в период, содержащий интегратор, выход которого через усилитель-ограничитель соединен со входом емкостного датчика, выход которого соединен со входом усилителя постоянного тока, а между входом и выходом усилителя постоянного тока включен конденсатор (2). Однако такое устройство имеет низкую точность преобразования.

С целью повышения точности преобразования в предлагаемый преобразователь отклонения емкости датчика от номинального значения в период введены сумматор, нуль-орган и два триггера, причем первый, второй и третий входы сумматора соединены соответственно с выходом усилителя постоянного тока, с выходом усилителя-ограничителя и с выходом интегратора, а выход сумматора через нуль-орган соединен с входом первого триггера, выход которого через второй триггер соединен со входом интегратора.

На фиг. I показана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Преобразователь содержит интегратор 1, усилитель-ограничитель 2, усилитель 3 постоянного тока, емкостной датчик 4, сумматор 5, нуль-орган 6, триггеры 7, 8, конденсатор 9. Преобразователь работает следующим образом.

Импульсом «Пуск триггеры 7, 8 перебрасываются, обеспечивая наличие на выходе триггера 8 напряжения прямоугольной формы.

В установившемся режиме работы на выходе триггера 8 и усилителя-ограничителя 2 действуют напряжения амплитудой EI и з соответственно. При этом на выходе интегратора 1 формируется линейно изменяющееся напряжение, которое направлено в сторону увеличения при и в сторону уменьшения - при . Пусть, например, , тогда, в момеМт to перехода напряжения Ui через нулевой уровень, напряжение на выходе усилителя-ограничителя 2 скачкообразно меняет знак на противоположный. Одновременно нуль-орган 6 своим импульсом перебрасывает триггер 7, который прдготавливает триггер 8 к срабатыванию, а на выходе усилителя 3 действует линейно изменяющееся напряжение. Начиная с момента 0 на выходе сумматора 5 действует линейно уменьшающееся напряжение. В момент времени, когда напряжение на выходе сумматора 5 станет равным нулю, нуль-орган 6 своим импульсом вновь перебрасывает триггер 7, напряжение на выходе триггера 8 скачкообразно меняет знак на противоположный, а -линейно изменяющееся напряжение на выходе интегратора 1 меняет направление на противоположное. Когда напряжение на выходе интегратора 1 вновь проходит через нулевой уровень, напряжение на выходе усилителя-ограничителя 2 скачкообразно меняет знак на положительный, нуль-орган 6 перебрасывает интегратор 7, подготавливая к срабатыванию триггер 8. Далее работа преобразователя аналогична рассмотренной. Период повторения импульсов равен 7 4г где т - постоянная времени интегратора 1; 5 10 15 20 25 30 35 Со - емкость конденсатора 9; АС СО-CK - отклонение емкости емкостного датчика 4 от номинального значения; Сх - емкость емкостного датчика 4. Введение новых элементов позволяет повысить точность преобразования. Формула изобретения Преобразователь отклонения емкости датчика от номинального значения в период, содержащий интегратор, выход которого через усилитель-ограничитель соединен со входом емкостного датчика, выход которого соединен со входом усилителя постоянного тока, а между входом и выходом усилителя постоянного тока включен конденсатор, отличающийся тем, что, с пелью повышения точности преобразования, в него введены сумматор, нуль-орган и два триггера, причем первый, второй и третий входы сумматора соединены соответственно с выходом усилителя постоянного тока, с выходом усилителя-ограничителя и с выходом интегратора, а выход сумматора через нуль-орган соединен с входом первого триггера, выход которого через второй триггер соединен со входом интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №331340, кл. G 01R 27/26, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 457938, кл. G ОШ 27/00, 1974.

Пуск

1

-I I-i I-I

TZI и Lzi ±r:r-h:

и,, и.

FbF