Преобразователь неэлектрических величин в цифровой код

Преобразователь неэлектрических величин в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 544127 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31,12.75(21) 2306164/21 (51) М. Кл, Н 03 К 13/-0 с присоединением заявки № (23) ПриоритетГосударственный комитет

Совета Министров СССР

ll0 делам изооретений н открытий (43) Опубликовано25.01.77.Бюллетень ¹ 3 (45, Дата опубликования описания06.05.77 (53) УДК 681.325. (088. 8 ) (72) Автор изобретения

М. М Парфенов (71) Заявитель

Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

В БИфРОВОЙ КОД

Изобретение относится к устройствам измерительной техники как аналогового, так и дискретного действия, и может быть использовано в системах динамического и статического измерения, контроля и управления. 5

Известен преобразователь неэлектрических величин, содержащий источник питания, датчик нагрузки, составной усилитель сигнала разбаланса, суммируюший и масштабный усилитель, соединенный через фильтр со входом интегратора, компаратор, соединенный со входом триггера полярности, иблоки управления (1) . Недостатком его является сравнительно низкая стабильность в про- 15 цессе пцеобразования.

Известен преобразователь, в котором сигнал датчика нагрузки усиливается составным усилителем с отрицательной обратной связью, при этом для исключения влияния смещения 20 усилителей постоянного тока и компенсации синфазных помех применяется суммирующий усилитель на неинвертируюший и неинвертируюший входы и установка разбаланса сигнала датчика на масштабном усилителе (2) . 25

Недостатком этого преобразователя является снижение стабильности и точности преобразования, что определяется в большой степени входным сопротивлением суммируюшего усилителя по неинвертирующему входу, которое во многом зависит от того, что входное сопротивление изменяется от температуры, напряжения питания и других факторов.

11елью изобретения является повышение точности преобразования.

Это достигается тем, что в преобразователь неэлектрических величин в цифровой код, содержащий источник питания, датчик нагрузки, соединенный через масштабный усилитель, резистор и измерительный ключ со входом интегратора, выход которого через компаратор соединен с одним из входов триггера полярности, выходы которого соединены с первыми входами элементов И, причем другие входы элементов И соединены с блоком управления, а выходы — с управляющими входами ключей опорного напряжения; составной дифференциальный усилитель с двухфазным выходом, соединенный через резис544127 торы обратной связи со своими инвертируюшими вхэдами; резистор установки нуля датчика, введен суммирующий усилитель; вход которого соединен с двухфазным выходом составного дифференциального усилителя, а вы- ход через резисторы-со входом ключей DTIopного напряжения; при этом масштабный усилитель входом соединен с измерительной диагонально датчика нагрузки, а составной дифференциальный усилитель- с диагональю пи- о тания датчика нагрузки, а резистор установки нуля датчика нагрузки соединен с двухфазным выходом составного дифференциального усилителя, а средняя точка этого резистора соединена через резистор со вхо- 15 дом измерительного клюна.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Преобразэватель неэлектрических величин в цифровой код содержит датчик 1 на- 26 грузки, масштабный усилитель 2, резисторы

3-14, измерительный ключ 15, ключи 16 и

17 опорного напряжения, интегратор 18, кэмпаратэр 19, блок управления 20, источник питания 21, триггер полярности 22, ан менты И 23. и 24, составной дифференциальный усилитель 25, суммирующий усилитель

26, резистор 27 установки нуля датчика.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1 поступает через ЗО масштабный усилитель 2, резистор 3 и ключ

15 на вход интегратора 18 и интегрируется в течение постоянного времени Т . Сброс напряжения интегратора 18 начинается по окончании интервала Т, вырабатываемого блоком 20 и производится одним из ключей 16 или 17 от источника опорного напряжения. Для исключения ошибки от смешения источника опорного «чапряжения, выполненного на составном усилителе 25, или эт действия синфазных помех на вход ключей

16, 17, поступает корректирующий сигнал через резисторы 4 и 14 с выхода усилителя 26. Корректирующий сигнал образуется на входе усилителя 26 в том случае, если 4> напряжение на выходах усилителя 25 отличается по амплитуде при различной полярности сигналов. В результате того, что суммирование выполняется по входу усилителя

26, его коэффициент передачи определяется толькэ стабильностью резисторов 4, 12, 13, 10 и 14 и коэффициентом усиления усилителя 26, что может быть всегда обеспеченэ для любой точности преобразования.

Таким образом, опорное напряжение получается в результате преобразования напряжения питания датчика нагрузки 1 достаточно большой величины при этом диапазон кэррекции усилителя 26 составляет малую величину — менее 10 Ü входного сигнала. Сигнал разбаланса датчика 1 образуется от источника опорного напряжения с выхода усилителя 25 и подается на вход ключа 15.

В этэм случае суммирование сигналов усилителя 2 и сигнала разбаланса датчика 1 выполняется в токе, а стабильность обеспечивается отрицательными обратными связями усилителя 2 и составного дифференциального усилителя 25, Данное построение преобразователя и введение связи элементов позволяют получить лучшую стабильность и точность преэбразования в целом, при использовании элементов с аналогичными характеристиками 11о дрейфу, входному сопротивлению, усилению и ослаблению синфазных сигналов.

Ф ормула из обретения

Преобразователь неэлектрических величин в цифровой код, содержащий источник питания, датчик нагрузки, соединенный через масштабный усилитель, резистор и измерительный ключ со входом интегратора, выход которого через компаратор соединен с одним из входов триггера полярности, выходы которого соединены с первыми входами элементов И, причем другие входы элементов

И соединены с блоком управления, а выходы — с управляющими входами ключей опорного напряжения, составной дифференциальный усилитель с двухфазным выходом, соединенный через резисторы обратной связи со своими инвертирующими входами; резисТор установки нуля датчика, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преэбразования,в него введен суммирующий усилитель, BxDA которого соединен с двухфазным выходом составного дифференциального усилителя, а выход через резисторы — co входом ключей опорного напряжения, при этом масштабный усилитель входом соединен с измерительной диагональю датчика нагрузки, а составной дифференциальный усилитель — с диагональю питания датчика нагрузки, резистор установки нуля датчика нагрузки соединен с двухфазнымвыходэм составного дифференциального усилите» ля, а средняя точка этого резистора соединена через резистор со входом измерительного ключа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании Мю 1296682, кл. Н 3Т (Д4Н ), опубликован 12.04.72.

2. Патент США М 3709303, кл. 340-348, опубликован 23.05.69 (прототип) °

544127

Составитель Д. Голубович

Редактор О. Стенина Техред М. Ликович Корректор B. Салка

Заказ 960/7 1 Тираж 1065 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

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