Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков

Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ, содержащее амплитудный и частотный детекторы, выходы каждого из которых соединены с последовательно вкличенньми сумматорами и усилителями, выходы усилителей подключены к управляющим входам первого и второго блоков перемножения, выходы которых соответственно через резистор и конденсатор соединены с входом управляемого источника тока/ выход последнего соединен с емкостным датчиком, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения, оно снабжено интегратором и управляемым источником напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого источника тока, а выход - с входами блоков перемножения, входами амплитудного и частотного детекторов и интегратора , при этом выход интегратора через резистор подключен к входу управляе- 58 мого источника тока. (Л

С0О3 СОВЕТСКИХ

О ЬЗ

РЕСПУБ ЛИК

Па СИ) 3 Ц> G 01 Я 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3386792/18-21

{22 ) 27..02. 82 (46) 30. 06.8 3. Вюл. Р24

{72 ) В.Д..Привалов, М.Н. Левин, В.С. Ляпидов и В.П. ефимов (53) 627.317. 33 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

657371 кл G01 Р 27/26 g 02 ° 08 ° 76

2. авторское свидетельство СССР по заявке 9 2975910/18-21,. кл. 6 018 27/26, 10. 02. 81. { 54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СОСТЛВЛЯЙЦИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВ

ЛЕНИЯ ДМЧИКОВр содержащее амплитудный и частотный детекторы, выходы каждого из которых соединены с последовательно включенными сумматорами и усилителями, выходы усипителей подключены к управлякщим входам первого и второго блоков перемножения, выходы которых соответственно через резистор и конденсатор соединены с входом управляемого источника тока, выход последнего соединен с емкостным датчиком, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения, оно снабжено интегратором и управляемым источником напряжеиия„. вход которого соединен с выходом управляемого источника тока, а выход — с входами блоков перемножения, входами амплитудного и частотного детекторов и интегратора, при этом выход интегратора через резистор подключен к входу управляе- @ мого источника тока.

1026079

Изобретение относится к электро. измерительной технике, предназначено .для измерения составляющих комплексного сопротивления емкостных датчиков и может быть использовано при построении подсистем сбора информации с емкостных датчиков.

Известен преобразователь параметров емкостного датчика, который содержит управляемый генератор, соединенный с резонансным контуром, в который включен емкостный датчик, а рв эонансный контур связан с входом амплитудного детектора, сумматор, интегратор и два фазовых детектора t;1).

Недостатком известного устройства 15 является наличие катушки индуктивности в составе колебательного контура, что усложняет технологию изготовления, Наиболее близким к предлагаеиому является устройство для измерения сос« тавляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее амплитудный и частотный детекторы, входы которых подключены к колебательному контуру

1,С-автогенератора, два блока перемножения, при этом выход первого блока через резистор, а выход второго блока через емкость соединены с входом усилительного элемента, выполненного в виде управляемого источника тока, выход которого соединен с входами амплитудного и частотного детекторов и с входами блоков перемножения, другие входы первого и второго блоков перемножения соединены соответственно, с первым и вторым выходами устройства, выходы амплитудного и частотного де-; текторов последовательно связаны с сумматорами и усилителями, причем выходы последних являются выходами уст-4О ройства j2).

Недостаток такого устройства состоит в сложности технологического из-, готовления устройства, в частности в виде одной интегральной микросхе- 45 мы, и узкий частотный диапазон из,мерения.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, 50 что устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее амплитудный и частотный детекторы, выходы каждого иэ которых соединены с последовательно включенными сумматорами и усилителями, выходы усилителей подключены к управляющим входам первого и второго блоков перемножения, выходы которых соответственно через резистор и кон- 60 денсатор соединены с входом управляемого источника тока, выход последнего соединен с емкостным датчиком, снабжено интегратором и управляемым источником напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого источника тока, а выход — с входами блоков перемножения, входами амплитудного и частотного детекторов и интегратора, при этом выход интегратора через резистор подключен к входу управляемого источника тока.

На чертеже показана структурная электрическая схема устройства. . Устройство содержит амплитудный

1 и частотный 2 детекторы, подключенные к выходу управляемого источника 3 напряжения, усилительный элемент автогенератора 4 выполнен в виду управляемого источника 5 тока, сумматор 6, соединенный с входом усилителя

7, выход которого подключен к первому входу блока 8 перемножения, сумматор 9, соединенный с входом усилителя 10, блок 11 умножения, резистор

12, конденсатор 13, резистор 14, интегратор 15, емкостный датчик 16.

Управляемый источник тока охвачен тремя цепями обратной свяэи. ljenb nep. вой обратной связи включает в себя резистор 12, блок 8 умножения и обес. печивает поддержание незатухающих колебаний автогенератора 4. Глубина обратной связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя амплитудный детектор 1, сумматор 6,. усилитель 7 оши ки.

Цепь второй обратной связи включает в себя конденсатор 13, блок 11 умножения. Глубина обратной связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя частотный детектор 2, сумматор 9, усилитель

10 ошйбки. При изменении активного сопротивления датчика 16 на выходе усилителя 7 (т.е. на первом выходе устройства) появляется сигнал рассогласования, который передается на первый вход блока 8 умножения, кото-. рый осуществляет перемножения двух сигналов: сигнала рассогласования и сигнала с выхода управляемого источника 5 тока. При изменении реактивного сопротивления датчика 16 на выходе усилителя 10 ошибки (т.е. на втором выходе устройства) появляется сигнал рассогласования. Сигнал по" дается на.первый вход блока 11 умножения, который осуществляет перемножение двух сигналовг сигнала рассо" гласования и сигнала с выхода управляемого источника 5 тока.

Цепь третьей обратной связи включает в себя резистор 14, интегратор

15, управляемый источник 3 напряжения образует совместно с емкостью датчика 16 колебательную систему.

Так, составляющая тока на выходе управляемого источника 5 тока (Э6), вызванная действием цепи, состоящей из последовательно соединенных управляемого источника 3 напряжения, 1026079

Составитель Л. Сотникова

Техред N. Tenep . Корректор A Тяско

Редактор Н. Безродная

Заказ 4552/37 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )<-35, Рауиская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 интегратора 15, резистора 14, имеет виза Ка К, 4 (444TP и 444Т

l4 Кв(44 Об а(4, (4)

k l

Ка4 - сопротивление резистора

14, 10

Т - постоянная времени интегратора 15>

Р - оператор дифференцирования

06 - напряжение на выходе управляемогр источника тока, 15

Оа5= — 0+-- напряжение,на выходе интегратора 15, 0 КьЦ6 - напРЯжение на выходе УпЪ равляемого источника напряжения. 20

Если сравнить ток 34(через катушку имеющую индуктивнОсть 4 ) с тОкОм 35 (° .. Ф

„1 ь= р "i,, (a) где 04 — напряжение на катушке, то можно записать выражение (3) (I а (3Р к,к, которое позволяет заключить, что цепь, состоящая из последовательно соединенных управляемого источника .

3 напряжения, интегратора 15 и резистора 14, заменяет собой катушку с индуктивностью 4, т.е. совместно с емкостью датчика 16 образует колебательную систему автогенератора 4, Таким образом, в устройстве при небольших дополнительных аппаратурных затратах (на источник напряжения, управляемый напряжением и интегратор) становится возиожннм ,расширение частотного диапазона измерений и упрощение (за счет исключения катушки индуктивности) тех« нологии изготовления. В результате становится возможным выполнение всего устройства в виде. интегральной микросхемы.