Интегрирующий преобразователь разбалансаТЕНзОМОСТА B иНТЕРВАл ВРЕМЕНи Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

I

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и в цифровых приборах специального и универсального назначения.

Известны интегрирующие преобразователи разбаланса тензомоста в интервал времени D 3.

Однако в этих преобразователях питание тензомоста осуществляется переменным напряжением, что приводит к воникновению погрешностей преобразования, обусловленных реактивными свойствами самого моста, а также паразитным емкостями соединительной кабельной линии.

Известен также преобразователь, в котором реализуется обь1чнь принцип двухтактного интегрирования, а для уменьщения влияния дрейфа нуля вводятся дополнительные корректирующие такты, в течение которых происходит -.,. запоминание накопленного за определенный интервал времени дрейфа нуля и последующий ввод поправки в результат преобразования 2|.

Недостаток преобразователя .- низкая точность.

Наиболее близким к пpeдлaгae «)мy является преобразователь, в состав, которого входят два ключа модуляторА, два интегратора, неинвертирукиций усилитель, блок сравнения, два ключа, генератор тактовых импульсов, блок управления Гз J.

Существенньш недостаток известного устройства заключается в том, что в функцию преобразования входит коэффициент .передачи модулятора К , т.е., предъявляются жесткие требования к коммутируимцим элементам модулятора и нестабильность параметров модулятора входит в результирующую погрешность преобразования.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий два ключа модулятора, два интегратора, неинвертирующий усилитель, блок сравнения, два ключа, генератор тактовых имнульсов и блок управления, входы ключей модулятора соединены с вершинами измерительной диагонали тензомоста, выход первого интегратора соединен с входом неинвертирующего усилителя, выход которого подключен к входу первого ключа, выход первого ключа соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с другим его входом через последовательно соединенные блок сравнения и второй-ключ, выходы генератора тактовых импульсов и блока сравнения соединены с соответствующими входами блока управления, а управляющие входы всех ключей - с соответствзпощимй выходами блока управления, введены дифференциальный усилитель, конденсатор, сумматор на резисторах и дополнительный ключ,причем неинвертирующий вход дифференциального усилителя заземлен, инвертирующий вход соединен с вершиной диагонали питания тензомоста, соединенной с источником питания, а другая вершина диагонали питания соединена с выходом дифференциального усилителя и одним из входов второго интегратора, выходы ключей модулятора соединены с неинвертирующим входом усилителя первого интегратора, инвертирую1ций вход которого соединен с выходом первого ключа через сумматор на резисторах, второй вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, конденсатор вклю- чен между входом первого ключа и неинвертирующим входом усилителя первого интегратора, вход дополнительного ключа соединен с выходом первого ключа, а выход заземлен. На фиг. 1 приведена функциональная

схема преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняювще работу схемы.

Преобразователь содержит два ключа 1 и 2 модулятора, два интегратора 3 и 4, неинвертирумщий усилитель 5 блок 6 сравнения, два ключа 7 и 8, генератор 9 тактовых импульсов, блок 10 управления, дифференциальный усилитель И, конденсатор 12, сумматор 13 на резисторах и дополнительный ключ 1 причем входы ключей 1 и 2 модулятора соединены с вершинами измерительной

диа:гонали тензомоста, выход интегратора 3 соединен с входом неинвертирующего усилителя 5, выход которого подключен к входу ключа 7, выходом соединенного с входом интегр атора 4,вход которого соединен с другим его входом через последовательно соеди ненные блок б сравнения и ключ 8. Выходы генератора тактовых импульсов 9 и блока 6 сравнения соединены с соответствующими входами блока 10 управления , а управляющие входы ключей 1, 2, 7, 8и 14- с соответствующими выходами блока 10 управления, неинвертирующий вход дифференциального усилителя 11 заземлен, инвертирующий вход его соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста, на которую подано напряжение питания, другая вершина соединена с выходом дифференциального усилителя II и одним из входов интегратора 4. Выходы ключей 1 и 2 модулятора соединены с неинвертирующим входом усилителя интегратора 3, инвертирующий вход которого подключен к выходу Ключа 7 через сумматор на резисторах 13, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 11,конденсатор 12 включен между неинвертирующим входом усилителя интегратора 3, вход дополнительного ключа 14 соединен с выходом ключа 7, а выход - заземлен.

Преобразователь работает следующим образом.

В момент времени t ключи 1 и 7 замкнуты, напряжение на выходе интегртора 3 равно нулю, на неинвертирующий вход усилителя интегратора 3 подается напряжение, значение которого равно

-ии.

где и - напряжение питания тензомост g. - относительное значение разбаланса моста.

На. инвертирующем входе усилителя интегратора 3 выходное напряжение сумматора 13 равно

U

Ry -i-R

К моменту времени t напряжение на выходе интегратора достигает значения

и (t ) 4 си

Ry4% R,-c с. |,,Ry|fR

где 1II параллельное соединение резисторов Rj,

RJ- R.

I В момент времени t g жлюч 7 замыкается и размыкается ключ 14, и выходно 5 напряжение неинвертирующего усилителя 5 подается на сумматор 13, выходн напряжение которого равно w-.., где Уц - напряжение насьпцения усилителя 5. К моменту времени 5 напряжение н выходе интегратора 3 достигает нулевого уровня, т.е. U,(t,)-U,(. &UnHa-ta) JJill5. Я, i С этого момента на выходе усилителя 5 устанавливается напряжение обрат ной связи OnRe Upcfig Ь4-Ьз . Un(-fc4-t3), 43+V 5 Wl В момент времени -fe переключается модулятор на ключах 1 и 2, замыкается ключ 14, размыкается ключ 7, и частны цикл преобразования повторяется. Шпульсы с выходов ключей 7 и 14 постзщают на вход интегратора 4, процессы, п роисходящие на выходах интегратора 3, блока 6 сравнения и ключа 8 протекают аналогично соответствующим процессам в известном устройстве. Информативной величиной является разность выходных интервалов времени в примыкающих частных хщклах преобразования, т.е.: ..-.f.4 «X J - -.1 TtaUT() : В предлагаемом преобразователе вли яния нестабильности параметра ключей модулятора и нестабильности параметров кабельной линии, связывающей тензомост с преобразователем отсутствуют таккак указанные параметры не входят в функцию преобразования, в результате чего повышается точность преобразования. Формула изобретения Интегрирующий преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени 96 содержащий два ключа модулятора, два интегратора, неинвертирующий усилитель, блок сравнения, два ключа, гене ратор тактовых импульсов и блок управления, входы ключей модулятора соединены с вершинами измерительной диагонали тензомоста, выход первого интегратора соединен с входом неинвертирующего усилителя, выход которого подключей к входу первого ключа, выход первого ключа соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с другим его входом через последовательно соединенные блок сравнения и второй ключ, выходы генератора тактовых импульсов И блока сравнения соединены с соответствующими входами блока управления, а управляющие входы всех ключей - с соответствующими выходами блокауправления. отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены дифференциальный усилитель, конденсатор, сумматор на резисторах и дополнительный ключ, причем неинвертирующий вход дифференциального усилителя заземлен, инвертирующий вход соединен с вершиной диагонали питания тензомоста, соединенной с источником питания, а другая вершина диагонали питания соединена с выходом дифференциального усилителя и одним из входов второго интегратора, выходы ключей модулятора соединены с неинвертирующим входом усилите„я первого интегратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом первого ключа через сумматор на резисторах, второй вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, конденсатор включен между входом первого ключа и неинвертирующим входом усилителя первого интегратора, вход дополнительного ключа соединен с выходом первого ключа, а выход заземленИсточники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Мартяшин А.И. и др . Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерений. М., Энергия 1976, с. -286-287. 2.Патент ФРГ № 2214602, кл. Q01 К 17/00, 1972. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2488446/21, кл. 601 R 17/10, от 23.11.77.

(puz.f

ir

т