Преобразователь параметров резистивных датчиков в частоту Советский патент 1979 года по МПК H03K13/20 G01R27/02 

1

Преддагаемое изобретение относится к облаети измерительной техники и может быть использо&ано для автоматического йзмерешя и контроля параметров резистийных датчиков %, иеэлектрических величин преимущественно в телеметрии.: .

Известао устройство для преобразования параметров резистивных датчиков в унифицированные сигаалы, содержащее мостовую схему, в одно плечо которого включен резистивньш датчик и в другое - подстраиваемый элемент, операционный усилитель, параллельный цифровой делитель нат яжения, источник опорного напряжения, нуль-орган, причем в цепь обратной связи операционного усилителя включен параллельный цифровой делитель напряжения, на его вход включен источник опорного напряжения, а tc его выходу подключена мостовая схема 1.

Недостаток таких устройств - сравнительно низкое быстродействие, а также значительная погрешность преобразования за счет влияния, реактивных параметров линии связи. ,

Наиболее близким по тех шческой сущности к изобретению является преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников в код, который содержит генератор вилообразного напряжения, усилитель постоянного тока, на вход которого вклягчены резистивньш. датчик с линией связи, а в цепь отрицательной обратной связи включен опорный резистор, дифференциатор, переключатель, одаш вход которого подалючен к земляной шине, функдаоиальнвш преобразователь напряжения & код, блок задержки, причем выход блока задержки соединен с управляющим входом переключателя, а выход генератора пилообразного напряжения соединен через усилитель постоянного тока со входом дифференциатора выход которого соединен с другим входом переключателя, а выход последнего Подключен ко вхойу функционального преобразователя напряжения в код (2).

Недостатком преобразователя является отно-. сительно невысокая томность. преобразования. Особо жесткие требования предъявляются при этом к дифференциатору. Дифференциатор резко обостряет высокочастотные помехи и склонен к самовозбуждению, поэтому необходапиы сглаж1юающие и корректирующие цепи, что дополнительно искажает функщтт преобразования. Это приводит к появлению значительной погреш ности дифференциро вания, полным весом входящей в общую погрешность преобразования. Целью изобретения является повышение точнести преобразования параметров «резистивных датчиков в частоту и надежности работы преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров резистивных датчиков в частоту, содержащий блок связи, входы/ которого соответственно соединены с заяснмами для подключения преобразуемого резистивного датчика, а один из выходов блока связи соединен со входом усилителя постоянного тока, переключатель, один вход которого соединен с земляной шиной преобразователя, а управляющи вход переключателя соединен с блоком задержки, введены блок сравнения и два интегратора, причем один из входов блока сравнения соедииен с выходом усилителя постеянйого тока, а гфугой вход блока сравнения соединен с выходбм пёрво1-о интегратора, вход которого соединен с выходом блока сравнения, с другим входом переключателя и со входом блока задержки, выход переключателя соеданен со входом второго интегратора, вьгеод которого соединен с другим вькодом блока связи. На чРфтеже приведена функциональная элект рическая схема преобразователя. Преобразователь содержит усилитель 1 постоянного тока, на вход которого включен резйстивный датчик 2 через блок 3 связи, представляющий собой, ,обобикянуто схему замещения в виде емкости С индуктивности L, а в цепь обратной связи включен опорный резистор RO 4, блок 5 сравнения, первый интегратор 6, переключатель 7, одайт вход которого подключен к земляной шине, блок 8 задержки, второй интегратор 9, причем выход блока сравнения 5 пойклйчен через интегратор 6 к одаюму из своих входов, а через блок задержки 8 - к управляющему входу переключателя 7. Преобразователь работает следу1бшим образо В установившемся резкимё на выходе блока сравнения 5 действует 11апряЛсение прямоугольной формы с амплитудой И. Это напряжение, на пример положительное, поступает на вход перво го интегратора 6, на выходе которого возникает линейно изменяющееся напряжение

f4J

и ---U:p, 6

где т 6 GU - постоянная интегрирования интегратора 6.

Кроме того, передним фронтом прямоугольного напряжения с выхода блока сравнения включается блок задержки 8, который срабатьшает

(6)

К

Из выражения (6) следует, что так как Гд и TS вхЬдят в функ1даю преобразования в виде отношения, практически требования стабильности предъявляются только к TO и RQ. подключает на время через переключатель V наряжение с выхода блока сравнения 5 ко входу торого интегратора 9, на выходе которого возикает напряжение fc (05-Ь$Т„Х и,-и де т RI Cjj - постоянная интегрирования эа 9, которая поступает на вход усинтегратораителя постоянного тока 1. При зтом на ввкоде силителя постоянного тока 1 возникает напряениеU-RO -|- .J „К5 ® е Сии- соответственно емкость и индуктивность бяока 3 связи; сопротивление резисшвного датчика 2; RO - со1фотивление опорного резистора 4. После практического окончания переходного Ь f роцесса, когда величиной |-в % X ожно пренебречь, по заднему фронту импуль- а с блока задержки 8, переключатель 7 подклюает вход интегратора 9 к земляной шине. При том на выходе усилителя постоянного тока 1 озникает напряжение ()R, которое в блоке сравнения 5 сравнивается с напряжением Ue- В моменты равенства 11 Ug напряжение на выходе блока сравнения 5 скачкообразно меняет знак на противоположный. По сигналу блика задержки 8 переключатель 7 вновь подключает на время TO выход блока сравнения 5 к входу второго интегратора 9 и весь процесс продолжается аналогично .описанному выше. Из выражений (1) и (4) находится период генерируемых колебаний TO следовательно.

Формула из

обретения

Преобразователь параметров резиставйьгх датчиков в частоту, содержащий блок связи, входы которого соответственно соединенй С зажимами для подключения преобразуемого резистивного датчика, а один из выходов блока связи соединен со входом усилителя постоянного тока, переключатель, один вход которого соединен с земляной шиной преобразователя, а управляющий вход переключателя соединен с блоколл задержки, отличающийся тем что, с целью повышения точности преобразования и надежности Преобразователя, в него введены блок сравнения и два интегратора, ГфМйй

один из входов блока сравнения соединен с выходом усилителя постоянного тока, а другой вход блока сравнения соединен с выходом пер вого интегратора, вход которого соединен с выходом блока сравнения, с другим входом переключателя и со входом блока задержки, выход переключателя соединен со входом второго интегратора, выход которого соединен с другим выходом блока связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспеотизе

1.Авторское свидетельство СССР № 372673, кл. Н 03 К 13/20, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 490266, кл. Н 03 К 13/20, 1973 (прототип).

(ГгГДаЛ

--Jii Jj.J

г