Частотный преобразователь сопротивлений Советский патент 1978 года по МПК G01R27/02 H03K13/20 

1

Изобретение относится ,к области автоматики и измерительной техники, и дредназначен для измерения и преобразования сонротивления tB частоту еледовання «мнульсов.

Известен частотный преобразователь сопротивлеиий (ЧПС), содержащий источник питания и по.роговое устройство 1.

Недостатко.м этого преобразователя является иизкая тер мостабильность.

Иаиболее близким к изобретению является ЧПС, содержащий конденсатор и пороговое устройство, подключенные параллельно к одному из входных 3aM«MOiB преобразователя, и источник питаиия, подключенный .к другому входному зажиму. Измеряемый ipesncTOp присоединяют к входным зажимам 2. Однако возможности такого ЧПС при измеренни «изкоомщых .резисторов (иапри.мер, тензорезисторов) ограничены, так :как в этих случаях через измеряемый резистор протекает слишком большой ток, при котором пороговое устройство (двухбазовый диод) не может самостоятельно выключиться и вернуться в исходное состояние, то есть при малых сопротивлениях происходит срыв генерации.

Целью настоящего изобретения является расширение днапазона измерений. Поставлеиная цель достигается тем, что в ЧПС введем: генератор тока, включенный между источннком питаиия и вторым входным зажимом устройства, а к об1ней точке конденсатора и порогового устройства 1одк,П{)чены носледовательно соединенные усилнтель-повторитель и опорный резпстор, другой вывод которого соединен со вторым входным устЮЙСТВОМ.

Па чертеже показана схема нредложенного ЧПС.

К выходу усилителя-повторителя 1 подключен один вывод онорного резистора 2, второй вывод которого вместе с генератором тока 3 присоединен к одному из входных зажнмов преобразователя. Ко второму входно.му .му подключены вход порогового устройства 4 (напрпмер, двухбазового днода). обкладка конденсатора 5 и вход усилителя-иовторителя 1. Вторая обкладка конденсатора 5 подключена к o6Hieii Hinne источника питания G, к второй ншне которого присоедннен второй вывод генератора тока 3. Измеряемый резнстор подключают к входным зая нмалт.

Так как входное сопротивление уенлителяповторнтеля 1 можно считать бесконечно большим, то ток заряда конденсатора 5 определяется только током, нротекающим через измеряемый резистор 7. Причем этот ток остается практически постоянным в процессе заряда конденсатора 5, то сеть его заряд происходит по линейному закону. Постоянство тока за.ряда обсспсчПвастся тем, что падение напряжения на измеряемом резисторе 7 при пОМоши еледяшсй обратной связи поддерживается постоян.ным. Выходное иап.ряжение усилителя точно попторяет наИ|ряжение на К01нденсаторс 5. Л так как вторые выводы измеряемого и отюрного резисторов соединены, то падение нанряже-иия на ,н-их одина.ково и .равно - где / - выходной ток генератора тока 3; / и RO - юогаротивления соответственно измеряемого и опорного резисторов. Ток заряда конденсатора 5 /3 равен /3 / ° .(2) Закон изменения напряжения на конденсаторе 5 Uc{t) соответствует линейном} с крутизной, пронорцнональнОй этому току: cW--|--, где С - емкость конденсатора 5. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает порогового значення Ln, открывается эмиттерный переход двухбазового. диода (порогового устро.йства) 4 и конденсатор 5 быстро разряжается до исходного уровня Lo. На выходе устройства будут формпроваться короткие Импульсы, период следования Т которых равен Г - (п - Uo)C ( R Л 7 Если и ток / генератора 3 задается от общего источника напряжения, то коэффициент преобразования сопротивления в частоту не зависит от напряжения псточнпка питания. Для схемы ЧПС, показанной на чертеже, можно записать: (R, 7) А , 1 RIUo где 1 - кОЭффициент передачи по наиряжению двухбазового диода. Если измеряемым соиротивленпем является тензорсзистор, то «а место опорного резистора включают второй тензо.резистор. При утом происходит термокомпепсаЦИя коэффициента .преобразования измеряемого резистора. Из формулы (2) видно, что требуемый диапазон изменения тока заряда конденсатора 5 и коэффициента прео.бразования (чувствительности) задается током генератора 3, то есть при помощи предложенного ЧПС можно пзмерятъ сопротивления в щироких пределах, начиная от долей ома. Кроме того, предлагаемый ЧПС выгодно отличается от известных термостабнльностью коэффициента преобразования. Фор м у л а изобретения Частотный преобразователь сопротивлений, содержащий пороговое устройство и конденсатор, подключенные параллельно к одному из входных зажимов устройства, и источник питания, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона измерений, в него введен генератор тока, включенный между источником питания н вторым входным зажимо м устройства, а -к общей точке конденсатора и порогового уСтройства подключены последовательно соединенные усилительповторнтель и опорный резистор, другой вывод которого соединен со вторым входным зажимом устройства. Источнпки .информации, принятые во внимание нрц экспертизе Е Авторское свидетельство СССРЛЬ 399062, G 01R 27/02, 1974 г. 2. Шлянд.ие В. М. Пифровые измерительные цреобразователн и приборы. М., 1973 г. стр. 173.