Преобразователь приращения сопротивления в частоту Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЮВАТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ Изобретение относится к эпектроизмеритеяьной тезшике и может быть использовано п|Ж1 создании устройств с частотно-«мпупьсвым выходным сигналом дпя иа ерения прирашення сопротивления н фогнкционапьно-связашшх с ним неэпектрических ведачин. Йзвес-ген частотный тензопреобрааователь, содержащий мостовую схему, усвпи- теяь разбаланса, сзбему сравнення и интегратор . Недостатком известного устройства является низкая точность за счет непнней ностн преобразования, о сповленной непинейиостыо неравновесного моста, а также нестабильности постоянной времени интегр тора. Наиболее близким к предлагаемому по техническойсущности является преобразователь сопротивления в частоту спедования импульсов, содержащий интегратор, выход которого соединен с блоком формирования импульсов обратной связи, состояший из селектора периодов, генератора

В ЧАСТОТУ импульсов и дцухпозиционного переключателя, причем управляющий вход селектора периодов соединен с выходом устройства сравнения, к сигнальному входу подклк чен генератор импульсов, а к выходу управляющий вход двухпозиционного переключателя, один вход которого соединен с источником напряжения и делителем из образцового и измеряемого резисторов, другой вход - с общей шиной, а выход с инвертируюпщм входом интегратора; усилитель постоянного тока с переключаемым коэффициентом усиления, сигнальный вход которого соединен с выходом делителя из образцового и измеряемого резисторов, управляющий вход подключён к выходу селектора периодов, а выход - к неннвертарующему входу интегратора 2 J Однако линейность характеристики преобразования известного преобразователя существенно зависит от точности установки коэффициента усиления и его стабильности. Кроме того, данное устройство позволяет измерять только абсолютное значение датчика, в то же время известно, чт в ботгьшинстве случаев выходным параме ром резистивных датчиков является приращение сопротивления, поэтому при малом приращении измеряемого сопротивлекия точность преобразования будет низко вследствие малой чувствительности данного преобразователя. Таким образом, преобразователь обладает малым динйми ческим диапазоном измерения, который ограничен снизу малой чувствительностью а сверху - нелинейностью преобразования Цель изобретения - повыщение точнос ти и расширение динамического диапазона измерения. Указанная пель достигается тем, что в преобразователь приращения сопротивления в частоту, содержащий источник постоянного напряжения, последовательно соединенные усилитель и интегратор, выход которого через блок сравнения соединен с управляющим входом формирователя импульсов обратной связи, введен неуравновешенный резистивный мост, со- стояпшй из трех постоянных и одного измеряемого резисторов, причем измерительная диагональ неуравновешенного резистивного моста соединена со входом усилителя, даигональ питания неуравновешенного резистивного моста подсоединена к источнику постоянного напряжения а зажимы постоянного резистора, включенного последовательно с измеряемым, соединены со входами формирователя импульсов обратной, связи, выход которого подключен ко входу интегратора. Блок-схема преобразователя приращения сопротивления в частоту представлена на чертеже. Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения неуравновешенный реэистивный мост 2 с тремя посто- flKHbDviH резисторами 3, 4 и 5 и одним измеряемым 6, причем сопротивления резисторов равны начальному значению R,RQ, усилитель 7 разбаланса: интегратор 8, блок 9 сравнения и формирователь 1О импульсов обратной связи. Преобразователь сопротивления в част ту работает следующим образом. При приращении сопротивления резисто ра Ry на величину U.R напряжение на измерительной диагонали моста 2 равно й,Р. AUE 2( где Е выходногономинальное значение 1 постоян напряжения источника ного напряжения; резистор, включенный последовательно с измеряемым резистором; ДЯ- изменение измеряемого резистора. Это напряжение через усилитель 7 разбаланса подается на инвертирующий вход интегратора 8. Выходное напряжение интегратора 8 изменяется по линейному закону со скоростью и Г где Т RC - постоянная времени интегратора 8; К-у - коэффициент усиления усилителя 7. По истечении интервала времени -t-f выходное напряжение интегратора достигает некоторого порогового уровня ((J ). При этом срабатывает блок 9 сравнения и запускает формирователь импульсов обратной связи на время -fc о-Импульс обратной связи длительностью to амплитудойUO-.E пропс эциональной падению напряжения на резисторе 3, включенном последовательно с измеряемым резистором бис полярностью, противоположной полярности напряжения ( также прилагается к инвертирующему входу интегратора 8. Установившийся режим работы преобразователя характеризуется уравнением 4 Ij( пг- Ontrt , Re После преобразования с учетом (1),{2), . (3) их . получим функцию преобразованияf - AR ., i 2Яо.о предлагаемый преобразователь имеет линейную шкапу в широком даапазоне изменения измеряемого сопротивления. Кроме того, функция преобразования не зависит от стабильности постоянных времени интегратора и источника напряжения питания моста. Питание мостовой схемы источником постоянного напряжения позволяет освободиться от реактивных остаточ-. ных параметров резистивного моста. Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет получить более точную информацию о величине пртрашения сопротивления измеряемого резистора. Формула изобретения Преобразователь приращения ссжротивления в частоту, содержащий источник постоянного напряжения, поспедоватепьно соединенные усилитель и интегратор, выход которого через блок сравнения соединен с управляющим входом формирователя импульсов обратной связи, о т л и - чаюшийся тем, что, с цепью повышения точности и расширения динамического диапазона измерения, в него введен неуравновешенный резистивный мост, состояший из трех постоянных и одного измеряемого резисторов, причем измерительная диагональ неуравновешенного ре- зистивного моста соединена со входом усилителя, диагональ питания неуравновешенного резистивногб моста подсоединена , к источнику постоянного напряжения, а зажимы постоянного резистора, включе ного последовательно с измеряемым, соединены со входами формирователя импульсов обратной связи, выход которого noi ключен ко входу интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство .№ 399О62, кл. Н 03 К 13/20, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 496677, кл. Н 03 К 13/2О, 1976.