Частотный преобразователь дляТЕНзОдАТчиКОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известен частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий тензометрический мост, измерительная диагональ которого посредством дифференциального усилителя и интегратора подключена к одному входу блока сравнения, выход которого соединен с его вторым входом и ; диагональю питания тензометрического моста.

в процессе работы схемы тензометрический мост питается импульсным р.азнополярным -.-напряжением, причем; полярность питающего напряжения меАяется всякий раз, как приращение усиленного дифференциальным усилителем и проинтегрированного напряжения разбаланса тензометрического моста достигает определенного порога срабатывания блока сравненияСЦ.

Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования, обусловленная переменным напряжением питания тензомоста и,следовательно, сильным влиянием паразитных емкостей кабеля, соединяющего

тензометрический мост непосредственно с преобразователем.

Наиболее близким к предлагаемому .является частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник питания, подключенный к одной диагонали тензометрического моста и- входомпервого модулятора, управляющий вход которого соединен с вы0ходом блока сравнения и управляющим входом второго модулятора, входы которого соединены со второй диагональю тензометрического моста, а выход подключен к инвертирующему входу 5 интегратора на базе усилителя постоянного тока с емкостной отрицательной обратной связью 2.

Точностные характеристики такого 0 устройства определяются стабильностью резисторов и постоянной времени интеграторами. Кроме того, основным источником, нестабильности чувствительности преобразователя является 5 нестабильность сопротивлений открытых ключей модулятора, включенного в прямую цепь преобразования. Уменьшение данной составляющей .погрешности путем увеличения суммирующего сопротивления интегратора на практике

встречает целый ряд трудностей, вызываемых тем, что для сохранения чувствительности требуется уменьшит значения интегрирующей емкости, что в итоге приводит к резкому увеличению других составляющих погрешности в частности обусловленных влиянием паразитных емкостей монтажа, трудностями получения стабильных емкбстей малого номинала, и погрешностей, связанных с влиянием неидеальностей характеристик блока сравнения.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем что в частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник питания, подключенный к одной диагонали тензометрического моста и входа первого модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения и управляющим входом второго модулятора, входы которого соединены со второй диагональю тензометрического моста, а выход подключен к инвертирующему входу интегратора на базе усилителя постоянного тока с емкостной отрицательной обратной связью, введена дифференцирующая КС-цепь, включенная между выходом первого модулятора и неинвертирующим входом интегратора, выхо которого соединен со входом блока сравнения.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство содержит биполярный источник 1 питания, тензометрический мост 2, модуляторы 3,4,интегратор 5, дифференцирующую RC-цепь б, блок 7 сравнения.

Источник 1 питания подключен к одной из диагоналей тензометрического моста 2, вторая диагональ которого соединена с входами модулятора 3. Выход модулятора 3 посредством интегратора 5 соединен с входом блока 7 сравнения. Входы модулятора 4 подключены к диагонали питания тензометрического моста 2, а выход через дифференцирующую RC-цепь 6 подключен к неинвертирующему входу усилителя постоянного Tolca интегратора 5. Выход блока 7 сравнения, являющийся выходом схемш, подключен к управляющим входам модуляторов.

в установившемся режиме работы схемы в начале каждого полупериода преобразования срабатывает блок 7 сравнения и модулятор 4 подключает к входу дифференцирующей RC-цепи б напряжения +V0 питания тензометрическог моста 2,а с помощью модулятора 3 подает на вход интегратора 5 напряжени с измерительной диагонали тензомоста ± . Под действием скачка напряжения, вызванного перезарядом 1емкости

дифференцирующей КС-цепи 6,напряжение на выходе интегратора изменяется по следующему закону: . и (t)2Uoe- -/- o +2Uo( ) 1 , где tTg -постоянная времени дифференцирующей RC-цепи; 1Г - постоянная времени интегратора .

В то же время под действием напряжения на выходе модулятора 3 напряжение на интеграторе линейно изменяется по следующему закону:

и,ш-%|,

т.е. напряжение на интеграторе, равное, сумме и (fc) и Ug(t) после скачка в начале полупериода преобразования стремится к нулю. В момент равенства нулю выходного напряжения интегратора срабатывает блок 7 сравнения и заканчивается полупериод npeo jpaзования. Процесс преобразования в одном полупериоде T/i может быть описан следующим выражением:

и (T/2)+U,j(f)0 или

2и„:.гиД,-|).

Из этого выражения следует, что если выбрать С- « Т/2, то с высокой степенью точности будет выполняться равенство

.±, -.

В-Сэ

ВЫИ

Точностные характеристики преобразователя определяются стабильностью постоянной времениСд дифференцирующей RC-цепи и не зависят от постоянной времени интегратора Tj, , а следовательно, и от сопротивления открытого ключа модулятора 3.

Таким образом, в предлагаемом устройстве устраняе: ся влияние одного из наиболее существенных источников погрешности.

Формула изобретения

Частотный преобразователь для тенз одатчиков, .содержащий источник питания, подключенный к одной диагонали тензометрического моста и входам первого модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения и управляющим входом второго модулятора, входы которого соединены-со второй диагональю тензометрического моста, а выход подключен к инвертирующему входу интегратора на базе усилиГеля постоянного тока с емкостной ртрицательной обратной связью, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введена дифференцирующая RC-цепь, включенная между выходом первого модулятора и неинвертирующим входом интегратора, выход которого соединен со входом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.МартЯШИН А. И, и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля ;и измерения ; М., Энергия, 1976, с. 287.

2.Авторское свидетельство СССР 5 577665, кл. Н 03 К 13/20, .1-975

(прототип).

/