Преобразователь перемещения в частоту

Преобразователь перемещения в частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения и .измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин, в частности давления или перемещения, с помощью емкостного датчика. Цель изобретения - повышение точности преобразования в условиях удаленности емкостного датчика - достигается путем устранения влияния паразитных емкостей линий связи. Для этого в преобразователь дополнительно введены интегратор 8, два активных фильтра 9 и 10 нижних частот. Кроме того, преобразователь содержит пороговый блок 1, резисторы 2 и 3, повторители. 4 и 5, резистивный делитель 8 напряс (Л к / .. JH jir,w: Hit к / S 1&л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А) (51) 4 С 01 D 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, " с с к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н вторсному свидетельствм в.;,, rZ (21) 3974199/24-21 (22) 28.10.85 (46) 15.06.87. Бюл. )(22 (72) В.В.Митрофанов, Л.П.Домнин, А,В.Грибанов, H.È.Êîðîëåâ и С.П.Семенихин (53) 621.313 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 751226, кл. С 01 R 27/26, 20.02,80.

Чередов А.И,, Клементьев А.В. Измерительный преобразователь емкости в напряжение. — Приборы и техника экс;перимента, 1984, N - 5, с. 128-129, Авторское свидетельство СССР

В 924619, кл..С 01 R 27/26, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

ЧАСТОТУ (57) Изобретение относится к области приборостроения и .измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин, в частности. давления или перемещения, с помощью емкостного датчика. Цель изобретения — повышение точности преобразования в условиях удаленности емкостного датчика — достигается путем устранения влияния паразитных емкостей линий связи. Для этого в преобразователь дополнительно введены интегратор 8, два активных фильтра

9 и 10 нижних частот. Кроме того, преобразователь содержит пороговый блок 1, резисторы 2 и 3, повторители

4 и 5, резистивный делитель 8 напря1 жения, дифференциальный усилитель 7, емкостной датчик 11 с подвижными

12 и 13 и неподвижными 14 и 15 электродами, первые линии 16 и 17 связи с экранами 18 и 19 и вторые линии 20 и 21 связи с двойными экранами 22-25

317283

Преобразователь может использоваться в условиях криогенных или высоких температур окружающей среды без внесения дополнительных погрешностей, Просто согласовывается с входными устройствами ЭВМ..5 ил.

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано для измерения неэлектрических величин, в частности давления или перемещения, с помощью емкостного датчика.

Цель изобретения — повышение точности преобразования в условиях уда.ленности емкостного датчика путем устранения влияния паразитных емкостей линий связи.

На фиг. 1 изображена электрическая схема преобразователя перемещения в частоту, на фиг, 2 — дифференциальный емкостной датчик; на фиг. 3 — эквивалентная схема подключения электродов одного из конденсаторов дифференциального емкостного датчика на фиг. 4 — эпюры напряжений в различных точках схемы преобразователя,на фиг. 5 — эпюра напряжений на входах порогового блока преобразователя.

Преобразователь перемещения подвижного электрода емкостного датчика в частоту содержит пороговый блок

1, резисторы 2 и 3, повторители 4 и

5, резистивный делитель 6 напряжения, дифференциальный усилитель 7, интегратор 8, активные фильтры 9 и

10 нижних частот (ФНЧ), емкостной датчик 11 с подвижными 12, 13 и неподвижными 14, 15 электродами, первые линии 16 и 17 связи с экранами

18 и 19 и вторые линии 20 и 21 связи с двойными экранами 22, 23 и 24,25 причем подвижные электроды 12 и 13 емкостного датчика 11 через линии

16 и 17 связи с заземленными экранами 18 и 19 соединены соответственно с выходами активных ФНЧ 9 и 10 и с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя 7, выход которого соединен с инверти— рующим входом порогового блока 1, не2 инвертирующий вход которого соединен со средним выводом резистивного делителя 6 напряжения, а выход — через резисторы 2 и 3 с входами соответственно первых и вторых активных ФНЧ

9, 10 и повторителей 4, 5, через линии 20 и 21 связи с заземленными внешними экранами 23 и 25 с неподвижными электродами 14 и 15 емкостного датчика 11, с первым выводом резистивного делителя 6 напряжения, с выходом преобразователя и с входом интегратора 8, выход которого соединен с вторым выводом резистивного делителя 6 напряжения, а выходы повторителей 4 и 5 соединены соответственно с внутренними экранами 22 и 24 линий 20 и 21 связи.

Емкостной датчик 11 содержит ди20 электрическое основание 26, подвижную диэлектрическую пластину 27 и экранирующий электрод 28, причем неподвижные электроды 14 и 15 емкостного датчика 11 размещены на диэлектрическом основании 26, а подвижные электроды 12, 13 — на подвижной диэлектрической пластине 27, внутри которой выполнен экранирующий электрод 28, соединенный с нулевой шиЗ0 ной преобразователя.

На фиг. 3 изображены паразитные емкости 29,30,3 1 и 32.

При подключении к преобразователю

35 одного из конденсаторов емкостного датчика 11, например конденсатора, образованного электродами 12, 14 (С ) между центральной жилой коаксиальной линии 20 и ее внутренним экраном

40 22 образуется паразитная емкость 29, между внешним 23 и внутренним 22 экранами — паразитная емкость 30, между центральной жилой линии 16 и ее экраном 18 — паразитная емкость 31, 1317283

KE, S г г

35

ЕEo S с = —

55

При этом

3 а между электродом 12 этого конденсатора и экранирующим электродом 28— паразитная емкость 32. Идентичные паразитные емкости образуются и при подключении другого конденсатора,образованного электродами 13; 15 (С ), к преобразователю линиями 21, 17.

Резистивный делитель 6 напряжения состоит из последовательно соединенных резисторов 33 и 34, а интегратор 10

8 выполнен на операционном усилителе

35, резисторе 36 и емкости 37.

Преобразователь представляет собой генератор, частота которого линейно зависит от перемещения подвиж- 15 ной диэлектрической пластины 27 дифференциального емкостного датчика 11 с размещенными на ней подвижными электродами 12, 13. При перемещении подвижной диэлектрической пластины 27 20 происходит изменение ейкостей между электродами (обкладками) 12, 14 и

13, 15, разделенными между собой экранирующим электродом 28. Емкость между обкладками 12, 14 определяется как где S, — площадь перекрытия обкладок 12, 14;

r — расстояние между обкладI ками 12, 14;

E — относительная диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками;

Я, — диэлектрическая проницаемость вакуума.

Соответственно емкость С2 между обкладками 13, 15 определяется как где S — площадь перекрытия обкла2 док 13, 15; 45

r — расстояние между обкладка2 ми 13, 15.

Когда подвижная пластина 27 дифференциального емкостного- датчика 11 занимает среднее положение, т,е. r, = 50

= r, = r ""и S = S = S емкости

2 0 1 2 01 конденсаторов, образованные обкладками 12, 14 и 13, 15, равны, т.е.

С = С2= Со.

Емкости С, и С2 включены в цепь обратной связи операционных усилителей активных ФНЧ 9, 10 и,совместно с резисторами 2, 3 и операционными усилителями активных ФНЧ 9, 10 образуют активные интеграторы, входы которых подключены к выходу порогового блока 1. Напряжение с выхода порогового блока 1, представляющее собой импульсы прямоугольной формы, интегрируется активными интеграторами, и с выходов активных. ФНЧ 9 и 10 импульсы треугольной формы поступают на входы дифференциального усилителя 7, который осуществляет вычитание сигналов с выходов активных ФНЧ 9, 10 °

Напряжение с выхода дифференциального усилителя 7 является опорным напряжением для работы порогового блока 1.

Пороговый блок 1 осуществляет сравнение сигналов с выхода дифференциального усилителя 7 и со среднего вывода резистивного делителя 6 напряжения. Напряжение на среднем выводе резистивного делителя 6 напряжения формируется из выходных напряжений порогового блока 1 и интегратора 8. Последний вырабатывает линейно изменяющееся напряжение с постоянной скоростью нарастания. Выходное напряжение порогового блока 1, поступающее через резистивный делитель

6 напряжения на его неинвертирующий вход, обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для работы генератора, образованного пороговым блоком 1, интегратором 8 и резистивным делителем 6 напряжения. В среднем положении подвижной пластины 27 при С, =С 2 напряжения на выходах активных ФНЧ 9, 10 равны, напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 равно нулю и генератор генериру.ет частоту Е

Если подвижная пластина 27 дифференциального емкостного датчика 11 переместилась на величину 1 в направлении неподвижной обкладки 15, .то при этом изменяется расстояние между обкладками 12, 14 и 13, 15, т.е. r, =r +1иг =r — 1. о о

Соответственно изменяются емкости .конденсаторов С,, С . Так, 1317283 и обо1 значив — х г, С. EF

< г получим

1+х (1 )=c

1+— го

< — -> -с.

1-— о (2) С

ЯЯ S

r (3)

15 т.е ° величины емкостей дифференциального емкостного датчика 11 связаны с перемещением подвижной пластины 27 соЬтношениями (2), (3). Изменение емкостей С, и С приводит к изменению скоростей нарастания напряжений на выходах активных ФНЧ 9 и 10 и к соответственному изменению напряжения на выходе дифференциального усилителя 7, которое линейно изменяется во времени при неравенстве величин емкостей С,, С., Изменение напряжения на неинвертирующем входе порогового блока приводит к изменению. отрезка времени, за который напряжения на обоих входах порогового блока 1 становятся равны и, следовательно, к изменению частоты, генерируемой генератором, причем частота генератора связана с перемещением подвижной пластины 27 линейной зависимостью. Емкостный дифференциальный датчик 11 соединен со схемой преобразователя экранированными коаксиальными линиями 16, 17 и 20, ?1, причем коаксиальные линии 20, 21 имеют двойную экранировку, Потенциал внутреннего экрана 22, 24 каждой коаксиальной линии 20, 21 уравнен с потенциалом центрального проводника.

Напряжения с центральных проводников коаксиальных линий 20, 21 подаются на входы соответствующих повторителей 4, 5, с выходов которых напряжения поступают на внутренние экраны

22, 24 указанных коаксиальных линий

20, 21. Поскольку коаксиальные линии

16, 17 и 20, 21 снабжены экранами

t8, 19 и 23, 25 соответственно, подсоеднненными к нулевой шине, то токи паразитных наводок протекают по экранам и нулевой шине, не влияя на работу устройства.

Рассмотрим работу устройства на примере работы конденсатора емкостного датчика 11, образованного электродами 12, 14 с помощью эквивалентной схемы (фиг. 3). на.

Паразитная емкость 30, образованная внешним 23 и внутренним 22 экра20 нами коаксиальной линии 20, также может быть исключена из эквивалентной схемы, так как она зашунтирована малым выходным сопротивлением повторителя 4, напряжение на выходе

25 которого не зависит от величины емкостной нагрузки в случае, если импеданс емкости 29 на рабочей частоте преобразователя (Z ) много больше выходного сопротивления повторителя

fñ f ì„„, где c

55

Преобразовав выражение (1) 6

Конденсатор {С,) соединен со схемой преобразователя центральным проводником коаксиальной линии 20, к которому подключен вход повторителя

4, соединенного выходом с внутренним экраном 22. Хаким образом, потенциал внутреннего экрана 22 всегда поддерживается равным потенциалу центрального проводника коаксиальной линии 20.

Поскольку разность потенциалов на паразитной емкости 29, образованной центральным проводником и внутренним экраном 22,равна нулю, то эта емкость не влияет на работу схемы и из эквивалентной схемы может быть исключе4. Влиянием емкости 30 можно пренебречь, поскольку выходное сопротивление повторителя 4 может быть сколь угодно малым, хотя это и потребует увеличения мощности, развиваемой повторителем 4 на выходе. Аналогичным образом из эквивалентной схемы могут быть исключены емкости 31 и 32, так как они шунтируются малым выходным сопротивлением активного ФНЧ 9.

Активный ФНЧ 9 не пропускает сигналы с частотой, превышающей частоту среза, которая выбирается таким образом, чтобы фильтр нижних частот не влиял на работу схемы на рабочей частота среза фильтра нижних частот, f,„ — минимальная частота генерации преобразователя.

Резисторы в фильтре нижних частот подбираются таким образом, чтобы их подключение не оказывало влияния на работу схемы по переменному току, т,е, сопротивление одного иэ резисторов должно быть много больше реактивного сопротивления емкости С< на наивысшей часто те Е (R >) 2

1 с< кс

) ма «<

1317283 8

Е

Вынеся + — иэ-под знака интеграла, получим сопротивление другого — много больше выходного сопротивления операционного усилителя активного ФНЧ 9, (R > Rsbix.оу9 ) °

При соблюдении укаэанных условий

RC-цепь активного.ФНЧ 9 не оказывает влияния на работу схемы по переменному току, вследствие чего она также может быть исключена из рассмотрения в эквивалентной схеме (фиг. 3). Таким образом, инвертирующий вход операционного усилителя активного ФНЧ 9 находится под нулевым потенциалом (так называемый "виртуальный нуль"), так как напряжение на неинвертирующем входе его равно нулю, Разницу между напряжениями на входах операционного усилителя активного ФНЧ 9, в,0 „ можно определить как

Е

0 (4)

SX К чс так как K,ñ (до 10 ) .

Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя активного ФНЧ 9 поддерживается равным нулю, благодаря действию отрицательной обратной связи через емкость С,, вследствие чего напряжение на выходе операционного усилителя активного

ФНЧ 9 совпадает с напряжением на емкости С (е

Напряжение на емкости С„ связано с током через эту емкость соотношением

1с ос

1 ! о где U — начальное значение напряос, жения на емкости С,. (9) Ток через емкость С, равен току через токозадающий резистор 2, так как входное сопротивление операционного усилителя активного ФНЧ 9 стремится к бесконечности, ток через.реЕ вык о 1о НС ос (!О) Е зистор 2 равен + — где R — номиR г

2 нальное значение резистора 2, так как резистор 2 подключен к точке, имеющей потенциал «+Е (выход порогового блока 1), а другой — к "виртуальному нулю", вследствие чего напряжение на емкости С, и на выходе операционного усилителя активного

ФНЧ 9 равно

Часть схемы, образованная токозадающим резистором 3, повторителем 5, активным ФНЧ 10, коаксиальными ли1О ниями 17, 21 и емкостью С является симметричной по отношению к описанной выше части схемы, Следовательно, 15 !! =+ (+11

Е вык оу <Π— R C oc

2 где U — начальное значение напряос жения на емкости С

R — номинальное значение ре9 зистора 3.

Работа преобразователя в случае, когда подвижный элемент дифференциального емкостного датчика 11 находится в среднем положении, т.е. С

= С = Со, осуществляется следующим образом.

Пусть пороговый блок 1 переходит в другое устойчивое состояние в моменты времени О, Т/2, Т (фиг. 4а).

Номинальные значения токоэадающих резисторов 2, 3 установлены равными

R, т. e. R 2 = R > = R. Напряжение на выходе активного ФНЧ 9 (пунктирная линия, фиг. 46) в период времени от

35 О до Т/2 определяется как

Е

U вык оу9 Я С вЂ” — а+U ос, о

В этот же период времени напряжение

40 на выходе активного ФНЧ 10 (сплошная линия, фиг. 4б) определяется как

45 Напряжения U„, и U„ можно принять равными, так как вследствие воздействия отрицательной обратной связи по постоянному току постоянная составляющая напряжения на выходах активных ФНЧ 9 и 10 равна нулю, а изменение напряжения относительно постоянной составляющей происходит по одному и тому же закону

55 U=+ — t.

Е

RCo

Напряжения с выходов активных ФНЧ

9 и 10 подаются на входы дифференциального усилителя 7, где осуществля9 1317283 10 ется вычитание этих сигналов. Напря- которого определяется следующим обжение на выходе дифференциального разом. усилителя 7 (фиг, 4а) определяется В период 0 «t «Т напряжение Пин как равно нулю, При =Т/2 напряжение

5 Пнеине пе также Равно НУлю или

-U ),(«) вь(х Зу1 Э еь(хоу(о Вь(х оу о

+E +U (, зз ).О

Езз R3ç е с з а

При C<=C< (период времени 0 t ««Т)

З4 напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 и на инвертирующем 10 Отсюда следует, что при t Т/2 входе порогового блока 1 равно нулю напряжение на выходе интегратора 8 (фиг. 4в). В момент времени =0 пороговый блок 1 переходит в. другое -Е . зз состояние, при котором на его вмхо11е U (15) устанавливается значение тЕ(О ct Z/2). з

12 R 3 Е зз

На выходе операционного усилителя 35 интегратора 8 напряжение линейно После перехода порогового блока 1 уменьшается с коэффициентом 1/6, в другое устойчивое состояние напря(фиг 4г) где = к C (где жение на его выходе меняет знак, а

З6» З7»

R, С 7 — HoMHHBJlbHble значения ре- 20 напряжение на его неинвертирующем зистора 36 и емкости 37, интегратоЭ6» 37 входе ста ов т я равным н и с ра 8).

Таким образом, 1 33 +

33 34

Bz. н вин В

-Е из» тизз

R33

1-—

33 34

U = — t+U (12) 1

Вых инт.8 R С О ННт 8

36 З2

На неинвертирующем входе порогового блока 1 напряжение (сплошная линия, фиг. 4д) определяется как

КЗЗ вЂ” (13)

Е)(НЕННЕ,П61 ВЫХ ОБ1 я +я R3 +кз.34

ЗЗ З4 33 (16) Напряжение на неинвертирующем входе порогового блока. 1 в интервале

=0-Т/2 изменяется по закону

U = 2Š— - ——

"ЗЗ

ВХНВННВ, ()Б(- )2 «2)

34

t (1- — )

R33

36 37 R33 З4 (17) При t=T/2 напряжение VBz вине „В1 =О. где К, R34 — номинальные значения резисторов 33 и 34 рее зистивного делителя 6 31 напряжения.

В период 0 it «Т/2, когда напряжение на выходе порогового блока 1 равно +Е, напряжение на неинвертирующем входе порогового блока I линейно уменьшается от значения, равного U, до достижения раВХ.ИНВ,()В1 венства напряжений на входах порогового блока 1 в период 0 « «Т, т, е, до нулевого напряжения на неинвертирующем входе порогового блока 1, так как напряжение на его инвертирующем входе равно нулю (пунктирная линия, фиг. 4д), В момент переключения порогового блока 1 напряжения на его вхоДах Равны, т.е, Бнеине о =Пинв ое °

После переключения порогового блока

1 напряжение на его выходе изменяет знак, напряжение на выходе операцион- 55 ного усилителя 35 интегратора 8 не изменяется, а напряжение на неинвертирующем входе порогового блока 1 становится равным V „ „,„, значение

В следующий момент Е меняет знак и напряжение становится равным

Поскольку напряжеО ЕХ, НЕННВ. hal ние на выходе операционного усили- . теля 35 интегратора 8 изменяется по -Е

=-(1+11

"У ПB.iz,pq, g ° RC) По. u.r 8 то напряжение на входе порогового блока 1 уменьшается по модулю, В момент достижения нулевого уровня на инвертирующем входе порогового блока 1 происходит его переключение в другое устойчивсе состояние, меняется знак напряжения на его выходе и далее процесс повторяется с частотой f (фиг. 4д) .

) 17283 12 вых ду7 ду7 (вых оу 30 вых ау9

Е (1+х) Е (1-х)

=K1 (RС КС

Отсюда, (24) + U -U

5 авыха Q овых Оуу у

4Б вв С 37 R33

34 (19) !

5 ц К

2Е х е вых ау7 а 7 (25) R 34

4к„С 37 R33 (20) 4п ЕЕ,Б

r+l где х= — .

Г

35 (26) цвх. ине,пв = вых.ду 7

2Е ду7 RC х а (27) I

В момент времени Т /2

45 вх, инв. пв| в х. неинв.лы (28) Подставив (26) и (27) в (28) и решив уравнение относительно t определяют

50 Т /2:

R33 В 34 (пунктирная линия, фиг ° 4б), rye 11о вык оу9 о о, вых. оу 9,1о жение на выходах операционных усили- 5 телей активных ФНЧ 9, 10 в момент времени t=O, а напряжение на выхо7 де дифференциального усилителя 7 определяется как

Т /22К,3

0=2Е " Т/2(1- 3 ).

R33 +Н34 R3S С37 К 33 +8.34 (18) Решив уравнение (18) относительно

Т, получим

В результате, с учетом f- =—, получаем выражение для частоты f на выходе генератора в случае С,=С

В случае, когда подвижный элемент с электродами 1.2 и 13 дифференциального емкостного датчика 11 не находится в среднем положении,т.е.С, С устройство работает следующим образом.

При смещении подвижного элемента емкостного датчика 11 относительно среднего положения в момент времени

t=O на расстояние 1,(фиг. 2) емкости С, и Са определяются как

Са 4 ffЯ Са ;с=—

1+х < r-1 1-х (21) В момент времени t-0 пороговый блок 1 переходит в состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение +Е (фиг. 4а) . При этом напряжение на выходах активных

ФНЧ 9, 10 (фиг. 4б) изменяются по закону (сплошная линия, фиг. 4б) и (фиг. 4в) .

Если учесть, что начальные напряжения на конденсаторах С<, С в мо-! мент t=O., равны (поскольку постоянная составляющая поддерживается равной нулю с помощью цепи отрицательной обратной связи), то т.е. напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 и на входе„порогового блока 1 в период времени

О « t «Т/2 линейно возрастает. Напряжение на выходе интегратора 8 и на неинвертирующем входе порогового блока 1 линейно уменьшается, и в момент

: равенства напряжений на входах пороговый блок 1 переходит в другое усI тойчивое состояние (момент Т /2, фиг. 4а), и напряжение Hà его выходе меняет знак. В период времени

0 « t «Т /2 напряжение на неинверти,рующем входе порогового блока 1 оп:ределяется как

Е

36 СЗ7

33

33 34 33 34 а напряжение на инвертирующем входе

<1- > кд., — х

Е R33 Е

13 13

С момента времени Т /2 напряжения на выходе интегратора 8 и на выходах активных ФНЧ 9, 10 начинают нарастать, причем напряжение на выходе активного ФНЧ 9 нарастает со скоростью (1+х)

Rñ а на выходе активного ФНЧ 10 б (1-х) со скоростью - (фиг.4б), т.е.

R .о разность напряжений уменьшается.

Уменьшаются также напряжения на выходе дифференциального усилителя 7 и на инвертирующем входе порогового блока 1 (фиг. 4в, фиг. 4д. пунктирная линия). В момент времени Т устанавливается равенство напряжений на входах порогового блока 1, который вновь переходит в первоначальное устойчивое состояние. Далее процесс повторяется.

Докажем, что отрезки времени 0

Т /2 и Т /2 — Т равны между собой (фиг. 4д, 5).

Из треугольников 0 АВ и ВСТ следует, что они равны, так как равны углы 0 АВ и ВСТ, т.е. неизменна скорость изменения напряжения (без учета знака) на выходе интегратора

8 и на неинвертирующем входе порогоI вого блока 1. Равны также углы АО В

I и СВТ, так как неизменна скорость изменения напряжения (без учета знака) на выходе дифференциального уси-. лителя 7, т.е.

17283 14

1 за (Rз з +R м ) 2КС. R»

f5

30 т.е. частота. f линейно зависит от перемещения подвижной диэлектрической пластины 27 дифференциального емкостного датчика 11.

Преимущества данного преобразователя позволяют повысить точность преобразования емкости в частоту в условиях удаленности датчика, что обусловлено уменьшением влияния паразитных емкостей линий связи, соединяющих датчик с устройством, и увеличением линейности преобразования за счет использования в схеме преобразования интеграторов на активных элементах. Реализация предлагаемого устройства позволит обеспечить точность и достоверность информации с датчика при пространственной удаленности датчика в случае эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных внешних факторов, в условиях криогенных или высоких температур окружающей среды, без внесения дополнительных погрешностей, обусловленных влиянием соединительных линий. Частотный выход устройства позволяет осуществить простое согласование с входными устройствами ЭВМ. формула из обретения м

R,, +RE@ (30) U

o.sx, неинв. д < (31) где Э4 °

/.АО В=90 — о и L СВТ =90 -м .

Отрезки 0 А и ВС также равны меж1 ду собой. В момент времени О напряжение на неинвертирующем входе порогового блока 1 (отрезок О А) равно

Уменьшаясь в период времени 0—

Т/2, напряжения на неинвертирующем и инвертирующем входах порогового блока 1 уравниваются, достигая значения дП.

Частота на выходе генератора определяется как

R,+

Т 4Кзь R 6 Сз

2x R»+R,+ Э Rc о

Преобразователь перемещения в частоту, содержащий емкостный датчик, пороговый блок, реэистивный делитель напряжения, два повторителя, два резистора и дифференциальный усилитель, причем средний вывод реэистивного делителя напряжения соединен с неинвертирующим входом порогового блока, выход которого соединен с первым выводом резистивного делителя напряжения, с выходом преобразователя и через первый и второй резисторы с входами соответственно первого и второго повторителей и через первую и вторую линии связи с первым и вторым выводами емкостного датчика, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в условиях удаленности емкостного датчика, в преобразователь дополнительно введены два активных фильтра нижних частот и интегратор, причем входы первого и второго активных фильтров нижних частот соединены с входами соответственно, первого и второ15 13

ro повторителей, а выходы — соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя и через третью и четвертую линии связи с заземленными экранами с третьим и четвертым выводами емкостного датчика, вход интегратора соединен с выходом преобразователя, а выход — с вторым выводом резистив17283 16 ного делителя напряжения, первая и вторая линии связи выполнены с двойной экранировкой, внутреннне их экраны соединены с выходами соответственно первого и второго повторителей, а внешние их экраны заземлены, а выход дифференциального усилителя соединен с инвертирующим входом порогового блока.

8728 Г7 Рог. Г

1317283

ВНИИПИ Заказ 2412/36 Тираж 693 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4