Частотный преобразователь приращенияСОпРОТиВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

(54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройства с частотным выходным сигналом для измерения приращения сопротивления обоих знаков и функционально связанных с ним неэлектрических зелнчин..

Известны мостовые преобразователи приращения сопротивления тензодатчика в частоту, содержгициё мостовую схему, усилитель разбаланса, составной транзистор и колебательный контур l .

Недостатками устройств являются низкая точность за счет нелинейности преобразования и низкая температурнгм1 стабильность за счет наличия колебательного контура.

Известен также мостовой преобразователь приращения сопротивления в частоту, содержащий мостовую схему, усилитель разбаланса, интегра-тор и сравнивающий усилитель-ограничитель 2 .

Недостатком этого устройства является возможность преобразования только положительных приращений сопротивления.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя (возможность преобразования приращения сопротивления обоих знаков).

Эта цель достигается тем, что в частотный преобразователь приращения

сопротивления, содержащий резистивную мостовую схему, последовательно соединенные усилитель разбаланса, интегратор, соединенный с инвертирующим входом усилителя-ограничителя, неинвертирующий вход которого соединен с вершиной измерительной диагонали резистивной мостовой схемы, к которой подключен исследуемый резистор, а выход усилителя-ограничит.еля соединен с диагональю питания резистивной мостовой схемы, введены блок равнозначности, счетный триггер и контактная группа, причем входы блока равнозначности подключены к выходам усилителя разбаланса и усилителя-ограничителя , а выход через счетный триггер соединен с управляющим входом контактной группы, через которую измерительная диагональ мостовой схемы соединена со.входом усилителя разбаланса.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь бодержит резистивную мостовую схему, состоящую ,из исследуемого резистора 1 (К±дК) и постоянных резисторов 2-4, причем сопротивление резистора 2 равно начальному значению исследуемого резистора 1, а резисторы 3 и 4 равны между .собой, усилитель 5 разбаланса, интегратор б, усилйтель-ограничитель 7, блок 8 равнозначности счетный триггер 9 и контактную группу 10.

.В соответствии с принципом работы преобразователя нормальная работа возможна лишь при условии разнополярности напряжений U (выходное напряжение усилителя 5 разбаланса) и и, (напряжения падение на резисторе 2, которое совпадает по знаку с выходным напряжением U усилителя-ограничителя 7) .

Преобразователь работает следующим образом.

При положительном приращении сопротивления резистора 1 напряжения ди и и противоположны по знаку независимо от полярности и. Для этого случая положение контактной группы указано на- чертеже и так как л U и Ug однополярны, условие нормальной работы соблюдается.

Например, если Uy в начальный момент положительно, тогда при приращении резистора 1 на величину дК к неинвертирующему входу усилителяограничителя будет приложено, выделившееся на резисторе 2, напряжеи.

равное

-R

(1)

a V1R;ZR

а на измерительной диа:гонали выделяется напряжение

ДЯ

.

7 а(аи+ля1

Это напряжение через усилитель р&збаланса подается на вход интегратора, на выходе которого образуется линейно-изменяющееся напряжение, характеризующееся крутизной, пропорциональной величине ди. Это напряжение прикладывается к инвертируквцему входу усилителя-ограничителя и как только его величина достигнет значения U выходное напряжение усилителя-ограничителя меняет знак. При этом к неинвертирующему входу последнего приложится напря- жение (-и,) , а изменившееся по знаку напряжение на измерительной диагонали моста начнет разряжать конденсатор интегратора.

В момент, когда выходное напряже ние последнего достигнет величины

(-Uj), изменение напряжения на его выходе опишется выражением

. .(3)

где Т - период переключения усилителя-ограничителя в положительную или отрицательную полярность;

17 RrC, - постоянная времени интегра тора б;

Kj- коэффициент усиления,усилителя разбаланса

В результате преобразования и пставки (1) и (2) в (3) получают частоту, пропорциональную приращению резистора 1..

J. .Ai. , (4) т 8f fi

При отрицательном приргицении сопротивления резистора напряжения ли -и и имеет одинаковый знак независимо от полярности Uy, а следовательно, и напряжение Ug будет совпадать по знаку с U, при этом нормальная работа преобразователя нарушится. Однако при этом, так как и и Uj будут однополярны, сработает блок 8 равнозначности и изменит состояние триггера 9 на противоположное, выход которого изменит положение контактной группы 10. При .этом изменится полярность напряжения Uj по отношению к д U, а следовательно, к и/ и и и нормальная работа схемы восстановится.

Если при таком положении контактной группы приращение сопротивления резистора снова окажется положительным, напряжения U и окажутся однополярными, и процесс повторится.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе возможно преобразование приращения сопротивления резис.тора обоих знаков, что очень важно при построении ширркориапазонных цифровых термометров сопротивления. . ,

В качестве контактной группы могут быть использованы электронные или механические ключи, поскольку она срабатывает только при переходе от одного знака приращения сопротивления резистора к другому и на быстродействие преобразователя влияния не оказывает.

Формула изобретения

Частотный преобразователь приращения сопротивления, содержащий резистивную мостовую схему, последовательно соединенные усилитель разбаланса, интегратор, соединенный с инвертирующим входом усилителя-ограничителя, неинвертирующий вход которого соединен с вершиной измерительной диагонали резистивной мостовой схемы, к которой подключен исследуемый резистор, а выход усилителя-ограничителя соединен с диагональю питания резистивной мостовой схемы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок равнозначности, счетный триггер и контактная группа, причем входы блока равнозначности подключены к выходам усилителя разбаланса и усилителя-ограничителя, а выход через счетный триггер соединен с управляквдим входом контактной

группы, через которую измерительная диагональ резистивной мостовой схемы соединена со входом усилителя разбаланса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1976, с. 93.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2567647/18-21, 31.10.78.