Устройство для измерения приращений физических величин Советский патент 1980 года по МПК G01R17/00 G01B7/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, в качестве измерительного преобразователя приращений физических величин (температуры, давления, перемещения и др.) в цифровой код.

Известно устройство, содержащее источник напряжения, усилитель, образцовый элемент, регулируемый делитель напряжения, фазочувствительный «вдикатор, сумматор, измеритель отношения напряжений и индикаторы i ,

Недостатками устройства являются низкие быстродействие -. и; точность измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения приращений физических величин, содержащее 1 нератор стабильной частоть, квадратурггую цепь, состоящую из образцового элемента и последовательно подключенного датчика, блок сравнения, подключенный к квадратурной цепи, индикатор 2

Недостатком этого устройства являются низкие чувствительность и точность преобразований, обусловленные дополнительным преобразователем измеряемого параметра в частоту, а также наличием квадратурного фазорасщепителя.

Целью изобретения является повышенве чувствительности и точности измерений приращений.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено тремя делителями частоты, элементом запрета, двумя реверсивными счетчиками, формирователем логического уровня, формирователем импульсов управления, триггером управления коммутатором, двухполюсным коммутатором на два направления, источником управляющего напряжения, эталонным элементом, причем первый, второй делители частоты и Элемент запрета подключены входами к генератору стабильной частоты, первый делитель частоты выходом соодинен с первым входом блока сряпнения, второй делитель частоты выходом сооди37пен с обоими рОВирСИВКЫ.ЛП СЧг.ПЧИКгЧМИ и Ъторым i xonoM элемсмсга oanpoirt, arioMoir олп|Х7та выходом подключен к т тьему делителю частоты, выполненному уп)авляемым, первый реверсивный счетчик уста(ЮБОЧНЫМИ выходами соединен с установочными входами третьего .;:и1еля частоты, который вы-ходом соеди {:Н с датчиком и этало1гным элемсптом, фо{)мирователи импульсов управлеии.я и логического уровня входами подключены к выходу бло ка сравнеЕгия, выход формироват« ля логического уровня подключен ко второму вхо ду первого реверсивного счетчика, выход формировав;ля импульсов управлеЕгия через триптзр угфгшления коммутатором подключен к управляющему входу двухпоЛ1ск;ного коммутатора, входами первого таправлепия подключен соответственно к датчику и эталонному элементу, а выходом ко второму входу блока сравнения, йходами второго направленияк двум выходам источника управляющего напршкения, а выходом - ко второму вхо ду второго реверсивного счетчика, индикатор выполнен цифровым и подключен к выходу второго реверсивного счетчика, На чертеже приведена функциональная схема устройства.. Устройство состоит из генератора 1 /стабилизированной частоты, делителей 2-4 частоты, элемента 5 запрета, реверсивных счетчиков 6 и 7, ивдикатора 8, нсточ1шка 9 управляющего напряже шя двухполюсного коммутатора 1О, блока 11 сравнения, формирователя 12 импульсов управления, триггера 13 управления коммутатором, формирователя 14 логического уровня, квадратурной цепи 15, состоящей из датчика 16 (в данном случае емкостного) и образцового элемента 17 (образцовым элементом в данном слу чае выбрано активное сопротивление R эталонного элемента 18 (в данном случае емкости). Устройство работает следующим образом. На вход устройства подключается и;з- мериа-елг-лтый датчик С . При раве.стве R шс напряжения на входе блока с 1авнеггия находятся в квадратуре, и, следов.1Т(, вылодное напряжение блока равно нуЛю , что соответствует ну левом} значрник) на выходе индикатора 8. Всякое и: менлше величины С (изме ряемого параметра) вызывает нарушение квлдрат ры Mf-жду напряже 1Иями, дейст44fsyiJiini.Niii на входе блока 11 cp;u4(jiiHs. 11амеп-11ИС фазово1Х1 утла ,у и;111ряеПИЯМИ на входах блока 11 сравнения вызывает появ.чение на ето выхг.ше иоСТОЯННО1Ю напряжения со знаком + или - , которое; поступает на формироват-ель 14 логического уровня для выбора режима работы реверсивного счетчика счет + или счет - . Выбор режима работы реверсивного счетчика 7 осуществляется с помощью источника 9 управляющего напряжения и двухполюсного коммутатора 1О. Одновременно с установлением режима работы реверсивных счетчиков 6 и 7 начинается счет импульсов низкой частоты SJ. , поступающих с выхода делителя 2 частоты на входы реверсипных счетчиков. С приходом каждого импульса низкой частоты происходит перепись состояний трипперов реверсивного счетчика 6 в делитель 4 частоты. Одновременно с этим импульсы низкой частоты блокируют с помощью элемента 5 запрета счетный вход управляемого делителя 4 частоты. Таким образом, приход каждого импульса гшзкой частоты сопровождается переключением фазы выходного напряжения управляемого делителя 4 частоты на величину , зависятдую от его коэффициента деления п . Коэффициенты деления делителей 3 и 4 частоты и коэффициент пересчета реверсивного счетчика 6 выбраны равными между собою и такими, что п п, 36ОО Такой выбор коэффициентов деления приводит к тому, что появление каждого импульса низкой частоты сопроволодается переключением фазы выходного напряжения управляемого) делителя 4 частоты на величину 2Л о п -- изменение фазы выходного напряжения управляекюго делителя 4 частоть; приводит к восстановлению квадратуры напряжений на блоке 11 сравнения. На этом процесс измерения приращений 1 араметров датчика заканчивается, и цифровой отсчетный индикатор фикс1фует в цифровой форме количество импульсов частоты И , просчитан( к данному моменту реверсивным счетчиком 7. В устройстве тт(дусмотрен релош калибровки, для чего служит эталонный элемент 18.

5721

Формул

3 о б р о т е и 11 я

Устройство для иоморёпия приращений физических величии, содержащее генератор стабильной частоты, квадратурную цеиь, состоящую ио образцового элемента и последовательно подключенного датчика, блок сравнения, подключенный к квадратурной цепи, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности и точности измерений оно снабжено тремя делителями частоты, элементом запрета, двумя реверсивными счетчиками, формирователем логического уровня, формирователем импульсов управления, триггером управления коммутатором, двухполюсным коммутатором на два направления, источником управляющего напряжения, эталонным элементом, причем первый, второй делители частоты и Элемент запрета подключен входами к генератору стабильной частоты первый делитель частоты выходом соединен с первым входом блока сравнения, второй делитель частоты выходом соединен с обоими реверсивными счетчиками и вторым входом элемента запрета, элемент запрета выходом подключен к третьему делителю частоты, выполненному управляемым, первый реверсивный счетчик уста7546

ноиочными выходами сог дииен с установочными входами третьего делителя частоты, который выходом соединен с датчиком и эталонным элементом, формироват ,ли импульсов управления и логического уроЕмгя входами подключены к выходу блока сравнения, выход формирователя логического уровня подключен ко второму входу первого реверсивного счетчика, выход формирователя импульсов управления через триггер управления коммутатором подключен к управляющему входу двухполюсного коммутатора, который входами первого направления подключен соответственно к датчику и эталонному элементу, а выходом - ко второму входу блока сравнения, входами второго направления - к двум выходам источника управляющего напряжения, а выходом - ко второму входу второго реверсивного счетчика, индикатор выполнен цифровым и подключен к выходу второго реверсивного счетчика.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 504979, кл; q 01 R 17/00, 1974.

2.Авторское свидетепьство СССР . 301627. кл. G 01 R 17/00, 107О (прототип).