Преобразователь сопротивления в частоту импульсов

Преобразователь сопротивления в частоту импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Преобразователь сопротивления в частоту импульсов содержит источник 1 тока, резисторы 2 и 3, входы 4 и 5 устройства, соединительные провода 6-9, переключатели 10-13, интегратор 14, компаратор 15,выход 16 устройства, дифференциальный усилитель 17. Изобретение повышает точность за счет того, что при дистанционном измерении сопротивлений позволяет исключить влияние сопротивлений соединительных проводов. 2 ил. . /

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G Ol И 27 00 ф 1 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763042/ 24-21, (22) 25.06.84 (46) 30.07.87. Бюл. Р 28 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) Л.И.Макеева и B,В.Сафонов (53) 621.317.332(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 968771, кл. G О1 К 27/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 703374, кл, G 0! R 27/00, 1977.

„„SU„„1327011 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ (57) Преобразователь сопротивления в частоту импульсов содержит источник 1 тока, резисторы 2 и 3, входы

4 и 5 устройства, соединительные провода 6-9, переключатели 10-!3, интегратор 14, компаратор 15,выход

16 устройства, дифференциальный усилитель 17. Изобретение повышает точность за счет того, что при дистанционном измерении сопротивлений позволяет исключить влияние сопротивлений соединительных проводов. 2 ил.

1 327011

?О

30 5

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивления резистивных датчиков.

Цель изобретения - повьппение точности за счет того,,«что при дистанционном измерении сопротивлений позволяет исключить влияние сопротивлений соединительных проводов.

На фиг. 1 представггена блок-схема преобразователя сопротивления в частоту импульсов, "на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая работу преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 тока, первый.2 и второй 3 резисторы, первый 4 и второй 5 входы устройства, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 соединительные провода, первый 10, второй ll, третий 12 и четвертый 13 переключатели, интегратор 14, компаратор 15, выход

16 устройства, дифференциальный усилитель 17, Позицией 18 обозначен объект измерения (резистор с сопративлешгем RI,), Первый и второй выводы источника . 1 тока соединены с первым и вторым выводами первого переключателя 10 и с первыми выводами первого 2 и второго 3 резисторов, вторые вь>водьг каTopblx являются первым 4 и вторым 5 входами устройства. Вход 4 устройства через первый 6 и второй 7 соединительные провода соединен соответственно с первыми входами второго ll и третьего 12 переключателей и первым входом четвертого переключателя

l3 cîoòTTåòñòâåTIèo. Второй вход 5 устройства через третий соединительный провод 8 саедипен с вторым входом третьего переключателя 12 и через четвертый соединительный провод

9 — с вторыми входами второго ll u четвертого 13 переключателей, Третий вывод первого переключателя 10 соединен с первым выводом кампаратора 15, второй вывод которого через интегратор 14 соединен с третьим выводом второго переключателя ll a выход — с управляющими входами первого 10, второго ll, третьего 12 и четвертсго l3 переключателей и выходам 16 устройстITà. Первый вход диффереггциальпого усилителя 17. соединен с общей точкой, второй — с третьим ь>г»водам четг>ертого переключателя 13, а выход — с третьим выводом второго

»(. р(ел»>ч ат рая l 2, Лреобраэонач PI>ь >;>бг>»» т с, >сггу>> щим образом.

Рабата г>раисхади г в IIT33 этапа.

В процессе преабра:>авания ток I с выхода стабилизатора l тока создает падение напряжения на резисторах 2, 3 и 18. В течение первого такта сигнал с выхода компаратора 15 такой, что ключ а переключателя 10 находит" ся в замкнутом состоянии и на вход с компаратора 15 в момент t (фиг.2) поступает сигнал I R,, где Ro — со" пративление эталонного резистора, По сигналу с выхода компаратора 15 ключ а переключателя ll находится в замкнутом состоянии и на вход интегратора 14, начиная с момента t„, ТТоступает сигнал с вывода 5 резистора

18, т.е. -I0 R) Одновременно другой выход резистора 18 через соединительный провод 7 и сопротивление замкнутого ключа а переключателя 13 поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 17 выход которого через сопротивление замкнутого ключа а переключателя 12 соединительный провод 6 подсоединяется к потенциальному вывоцу 4 резистора 18.

Компенсация падения напряжения на сопротивлении соединительного провода 7 в течение первого этапа, определяемого интервалом времени t t, (фиг. 2) осуществляется усилителем 17„

В связи с тем, что неинвертирующий вход усилителя 17 подключен к "земле", потенциал земли поддерживается в точке соединения измеряемого резистора 18 с соединительными проводами 6 и 7. Интегрирование напряжения происходит до тех пор, пока выходной сигнал интегратора 14 не сравняется с напряжением -IOR!>. На временной диаграмме (фиг. 2) этому процессу соответствует участок АВ. В момент сравнения, т.е. ч точке В, происходит срабатывание компаратора 15, в результате чего изменяется состояние ключей Ь и à ITåðåêëâ÷àòåëåII 10-13, т.е. ключи а размыкаются, а ключн1э замыкаются. Теперь на вход компаратара 15 поступает напряжение .,1, а на вход интегратора .14 — напряжение с вывода

4 измеряемого резистора 18„

Разряд интегратора 14 происходит до тех пар (фиг. 2, участок СД), пока напряжение на выходе интегратора

14 не сравняется с напряжением 1 К

3 13

В момент t„ происходит срабатывание компаратора 15 и, следовательно, соответствующие изменения состояния ключей переключателей 10-13 на противоположные.

Для момента заряда интегратора 14 справедливо следующее равенство:

1, Io Ro IoR х 1 IoRo>

1 (10 где t„-to=Ò„" время заряда;

7 — постоянная интегратора 14.

Дпя момента разряда имеем Х

IoRo IoR>dt IoRo

1 (, где t< -t„=T — время раэряда.

Т

Принимая Т, =Т = —, где Т вЂ” пери1 од преобразования, равный --, где

Х вЂ” частота преобразования, из формул (1) и (2) можно получить окончательное выражение для частоты преобразования (3)

Для предлагаемого преобразователя дрейф интегратора 14, нестабильность порога срабатывания компаратора 15 не вносит погрешность в измерение.

Кроме того, н данном преобразователе непосредсгвенно в измерительной цепи отсутствует переключательный элемент. Достаточно выполнить требование высокого входного сопротивления интегратора 14 и компаратора 15, чтобы пренебречь влиянием остальных параметров ключей. В том случае, когда в течение интервала t„t< к входу интегратора 14 подсоединяется вывод 5 измеряемого резистора 18, то влияние соединительного провода 6 можно исключить эа счет высокого входного со" противления интегратора 14. Компенсация падения напряжения на сопротивлении соединительного провода осуществляется операционным усилителем 17.

2701 I

Формyлаиз обретения

Преобразователь сопротивления н частоту импульсов, содержащий источник тока, первый и второй выводы которого соединены с первыми выводами первого и второго эталонных резисторов соотнетственно, вторые ныноды которых подключены соответстненно к первому и нторому входам устройства, интегратор, выход кОторого подключен к первому входу компаратора, выход которого является выходом уст15 райства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены первый, второй, третий и четвертый переключатели и дифферен" циальный усилитель, первый, второй, третий и четвертый соединительные

20 провода, причем первый и второй входы первого переключателя соединены соответственно с первым и вторым выводами источника тока, а выход — с вторым входом компаратора, выход которого подключен к управляющим входам первого, второго, третьего и. чет-. вертого переключателей, первый вход нторого переключателя соединен с первым входом третьего переключателя

30 и через первый соединительный провод — с первым входом устройства, второй вход — с вторым входом четнертого переключателя и через четвертый соединительный провод с вторым вхоЭ5 дом устройства, первый вход четвертого переключателя через второй соединительный провод соединен с первым входом устройства, а второй нход третьего переключателя через третий

40 соединительный провод — с вторым входом устройства, ньмод второго переключателя соединен с входом интегратора, выход третьего и четвертого пе-. реключателей соединены соответствен45 но с выходом и перным входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с общей точкой.

l3270ll

Составитель В.Савинов

Редактор М.Петрова Техред B.Кадар Корректор В.Бутяга

Заказ 3383/4l

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., q. 4/5

Произгоцственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4