Время-импульсный преобразователь для резистивных датчиков

Время-импульсный преобразователь для резистивных датчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

эсеоо,,Ф - и на и ®тюнтио1„-., библя., „

H HE

ОП ИСА

Союз Советских

Социалистических

Республик

<») 538486

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30,09.75 (21) 2175390/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.76. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 12,05.77 (51) М. Кл.-

Н 03 К 13/20

Гасударственный комитет

Саватв Министров СССР по делам изаоретений и открытий рз) ьдк

681.3э 5 Г088.8) (72) Авторы изобретения А. В, Акимов, В. В. Метальников, В, Д. Михотин и Е. А. Мокров (71) Заявитель (54) ВРЕМЯ вЂ” ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ

РЕЗИСТИВНЫХ ДАТЧИКОВ

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контроля и в цифровых приборах специального и универсального назначения.

Известны время — импульсные преобразователи для резистивных датчиков на базе структур с переключением направления интегрирования, отличающиеся простотой схемного использования и достаточно высокими точностными характеристиками (1). В целом ряде случаев, например при измерении температуры с помощью термосопротивлений, первичный преобразователь характеризуется нелинейнои зависимостью сопротивления от измеряемого параметра. При этом резко сужаются функциональные возможности известных преобразователей, вследствие того, что их выходная величина оказывается нелинейно связана с измеряемым параметром.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь сопротивления в период колебаний (2). Он содержит дифференциальный интегратор, один вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства выполнен го на операцион. ном усилителе, и через дозирующий конденсатор— с одноименным входом усилителя дифференциального интегратора, второй вход которого подключен к выходу второго операционного уси5 лителя, резистивный датчик и образцовый резистор.

Недостаток такого преобразователя заключается в пониженной точности при преобразовании соц1îгивления нелинейных датчиков.

Цель изобретения — повышение точнос=и уcI10 ройства, Поставленная цель достигается тем„что в время — импульсном преобразователе для резисгивных датчиков, содержащем диффере щиальный интегратор, один вход которого соединен. . выходом

15 сравнивающего устройства, выполненного па операционном усилителе, и через дозирук ций ко; де.тсатор — с одноименным входом усилителя д „ фе ренциального интегратора, второй вход ко:орого подключен к выходу второго операционного уси20 лителя, резистивный датчик и образцовый резистор, резистивный датчик включен между выходом дифференциального интегратора и входом сравнивающего устройства, в цепь обратной сия."-.н которого включен образцовый резистор, а выход через

25 резистор соединен со входом второгс операцион538486 ного усилителя, в цепь обратной связи которого включен конденсатор.

На чертеже приведена функциональная схема время — импульсного преобразователя для резистивных датчиков.

Время — импульсный преобразователь содержит дифференциальный интегратор 1, сравнивающее устройство 2, выполненное на операционном усилителе, образцовый разистор 3, резистивный датчик 4, интегратор 5, выполненный на операционном усилителе, и конденсатор 6.

Резистивный датчик с сопротивлением Р вклюх чен между выходом дифференциального интегратора 1 и неинвертирующим входом усилителя сравнивающего устройства 2, в цепь положительной обратной связи которого включен образцовый резистор с сопротивлением R о . Выход усилителя соединен через интегратор 5 с неинвертирующим входом дифференциального интегратора 1 и непосредственно с его инвертирующим входом. Конденсатор 6 соединяет выход усилителя сравнивающего устройства 2 с суммирующей точкой дифференциального интегратора 1.

В процессе работы преобразователя разнополярные перепады напряжения с выхода--усилителя сравнивающего устройства 2 поступают непосредственно на интегрирующий вход дифференциального интегратора 1, через конденсатор 6 на инвертирующий вход усилителя интегратора 1 и через интегратор 5 на неинвертирующий вход диффере щиального интегратора 1.

Усилит ;и сравнивающего устройства 2 удерживается в насыщении посредством положительной обратной связи через образцовый резистор и срабатывает в момент равенства пилообразного напряжения с интегратора 1 пороговому.

При этом меняется знак выходного напряжения усилителя сравнивающего устройства 2 и, соответственно, знак крутизны линейно изменяющегося напряжения интегратора 1. Один полупериод

Т/2 работы преобразователя описывается выражением

2U = 2U — +U +Ц с тд (т г)

Я, ° С Ц С оЦ0

1 4 4 где U — напряжение насыщения усилителя сравнивающего устройства; — постоянная времени интегратора 5.

R> Cj — постоянная времени дифференциального интегратора 1, Ся — значение емкости конденсатора 6.

В самом общем случае нелинейную зависимость

5 Rx от изменяющего его параметра можно представить в следующем виде:

Rx А1" 2 следовательно для обеспечения линейной зависимости Т от 3. необходимо выполнить следующие условия:

Сд С4 ЯАЯС вЂ” R ВГ

"о о

При этом период колебаний будет определяться выражением

2. „С„М

Rî

Как видно из выражения функция преобразования рассматриваемого устройства пикейна относительно параметрами . В предлагаемом устройстве имеются возможности достаточно просто, путем соответствующего подбора параметров, повышать точность за счет коррекции погрешности нелинейности, 25

Формула изобретения

Время-импульсный преобразователь для резисгивных датчиков, содержащий дифференциальный интегратор, один вход. которого соединен с выходом сравнивающего устройства, выполненного на операционном усилителе, и через дозирующий конденсатор — с одноименным входом усилителя дифференциального интегратора, второй вход которого подключен к выходу второго операционного усилителя, резистивный датчик и образцовый резистор, отл ича ющий ся тем,что, с цельюповышения точности устройства, в нем резистивный датчик включен между выходом дифференциального интегратора и входом сравнивающего устройства,в

4О цепь обратной связи которого включен образцовый резистор, а выход через резистор соединен со входом второго операционного усилителя, в цепь обратной связи которого включен конденсатор.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе:

Electronic En{5ineeri ng, October, 1972 r. (аналог) .

2. Авторское свидетельство по з — ке 2120680/21 от 01.04.1975 г.

538486

Составитель А. Кузнецов

Т«Рс11 М. Ликович

Корректор Н. Ковалева

Редактор В. Фельдман

Заказ 5729/33

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 1024 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5