Преобразователь сопротивления в частоту импульсов Советский патент 1983 года по МПК G01R27/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении функциональных преобразователей для частотно-цифровых измерительных приборов и систем.

Известен функциональный преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор с зарядным резистором на входе, нуль-орган, поду д ключенный к выходу интегратора, и формирователь напряжения обратной связи, включенный между выходом нульоргана и входом интегратора, параллельно зарядному резистору рклю- ,5 чен полевой транзистор, затвор которого соединен с выходом нуль-органа С1 3.

Недостатком данного преобразова- 20 теля является то, что он может корректировать нелинейность.выходнойхарактеристики тех датчиков, чувствительность которых зависит от измеряемой величины, представленной в виде напряжения.

Наиболее близким к данному изобретению является преобразователь приращения сопротивления тензорезистора в изменение частоты, содержащий стабилизатор тока, набор последовательно соединенных резисторов, два ключа, соединенные управляемый инвертор и интегратор, выХод которого подключен к одному из входов блока сравнения, к второму входу которого подключены выходы ключей, а выход сое динен с управляющими входами управляемого инвертора и первого ключа С2 J,

Недостатком известного преобразователя является-то, что он не позволяет проводить коррекцию нелинейности датчиков.

Цель изобретения - увеличение линейности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления в частоту импульсов, содержа39щий стабилизатор тока, набор последовательно соединенных резисторов, два ключа, последовательно соединенные управляемый инвертор и интег- ратор, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, к второму входу которого подключены выходы ключей, а выход соединен с управляющими входами управляемого инвертора и первого ключа, введены блоки совпадений, ключи, блок запоминания, блок выборки, блок частотных сигнализаторов и блок управлени причем между незаземленными выводами стабилизатора тока и измеряемого резистора. Вторые выводы которых со динены с корпусом, включен набор по следовательно соединенных эталонных резисторов, вывод первого из кото рых соединен с входами управляемого инвертора и первого ключа, выводы ос тальных эталонных резисторов через ключи подключены к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с входом второго ключа и через последовательно соединенные блок частотных анализаторов, блок выборки и блок запоминания с первыми входами блоков совпадений, вторые входы ко-: торых объединены и соединены с выходом блока сравнения, а выходы - с управляющими входами остальных ключей, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока запоминания и второго ключа., выход которого является выходом преобразователя. На фиг, 1 представлена блок-схема преобразователя} на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, поясняющие его работу{ на фиг. - передаточные характеристики датчиков. Преобразователь содержит стабилизатор тока 1, набор эталонных резисторов 2 (Ro-rRor измерительный резис тор 3(RxK блок запоминания., ключи 5-7, управляемый инвертор 8, ключ 9, интегратор 10 блок сравнения 11, блок выборки 12, блок частотных анализаторов 13, блок управления I, ключ 15, блоки совпадений 16-18, сигнальные шины 19-21. Преобразователь работает следующим образом. Работа происходит в два этапа, В процессе преобразования ток JQ с выхода стабилизатора тока 1 создает падение напряжения на резисторах К, течение первого такта по команде с блока управления 1 блок запоминания 4 выдает разрешающий сигнал на шину 19, на шины 20 и 21 поданы запрещающие сигналы. При поступлении единичного сигнала с выхода блока сравнения 11 на второй вход блока совпадения 18 обеспечивается открывание ключа 7 и закрывание ключа 9 ключи 5 и 6 закрыты. В этом случае на один из входов блока сравнения 11поступает напряжение 3-(R - +Rjj), а на другой вход - напряже- t ние с выхода интегратора 10. Интегрирование напряжения Зд- RX (при закрытом ключе 9 управляемый инвертор 8 инвертирует входной сигнал DQ-R) происходит до тех пор, пока выходной сигнал интегратора 10 не сравнивается с напряжением 3 (RQ-I На временной диаграмме (фиг. 3) этому процессу соответствует участок ВС. В момент сравнения, т.е. в точке С происходит срабатывание блока сравнения, в результате чего изменяется состояние ключей (ключ 7 закрывается, ключ 9 открывается, ключи 5 и 6 закрыты). Происходит разряд интегратора 10 напряжением oRj. Через ключ 9 на второй вход блока сравнения 11 поступает напряжение JpRj. Разряд интегратора 10 происходит до тех пор (фиг, 3 участок CD) , пока напряжение на выходе интегратора 10 не сравняется с напряжением HgRj. В этот момент происходит срабатывание блока сравнения t1, и следо-. вательно, соответствующее изменение состояния ключей 7 и 9 (на противоположные) . Для момента заряда интегратора 10 справедливо равенство: 0 х 0 ( t - время заряда f - постоянная интегратора 10. Для момента разряда имеем to .) :3oRx 2-- o x где tj - время разряда, Принимая

R,.K

.

п-)

o o - o

Для предложенного преобразователя дрейф нуля интегратора 10, нестабильность порога срабатывания блока сравнения 11 не вносит погрешность в измерение. Кроме того, в данном преобразователе непосредственно в измерительной цепи отсутствуют переключающие элементы. Достаточно выполнить требования высокого входного сопротивления интегратора 10 и блока сравнения 11, чтобы пренебречь влиянием остаточных параметров ключей.

Для нормальной работы устройства необходимо учитывать, чтобы суммарное значение Rp +Rgrt ® изменяло режим работы стабилизатора тока 1. После осуществленная коррекции в преобразователе значение выходной частоты прямо пропорционально изме нению входного параметра датчика (фиг, 2с, кривая 2), В этом случае

Формула изобретения

Преобразователь сопротивления в частоту импульсов, содержащий стабилизатор тока, набор последовательно соединенных резисторов, два ключа, последовательно соединенные управляемый инвертор и интегратор, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, к второму входу которого подключены выходы ключей, а выход соединен с управляющими входами управляемого инвертора и первого ключа, отличающийся тем, что, с целью увеличения линейности преобразования, в него введены блоки совпадений, ключи, блок запоминания, блок выборки, блок частотных анализаторов и блок управления, причем между незаземленными выводами стабилизатора тока и измеряемого резистора, вторые выводы которых соединены с корпусом, вк/яочен набор последовательно соединенных эталонных резисторов, вывод первого из которых соединен с выхо- 98 дами управляемого инбертора и первого ключа, выводы остальных эталонных резисторов через ключи подключены к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с входом второго ключа и через последовательно соединенные блок частотных анализаторов, блок выборки и блок запоминания - с первыми входами блоков совпадений, II DWniin WX V Firi - .4-fT- .---j вторые входы которых объединены и сое динены с выходом блока сравнения, а выходы - с управляющими входами ос2тальных ключей, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока запоминания и второго ключа, выход которого является выходом преобразователя, Источники информации, принятые во внимание (1ри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР -- ,,-,.,. .., № 376892, кл, Н 03 К 13/20, 1971. 2, Авторское свидетельство СССР по заяв(е № 2«t63872/l8-21 , 31.03.78.

7-3

фиг. 2