Преобразователь параметров в частоту

Преобразователь параметров в частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистическик

Республик 721770

+ .,// (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.11.75 (21) 2190280/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

G 01 R 27/26

Веуднрстванны3 квинтет

СССР

se данаи изайретвннй н атнритнй

Опубликовано 15.03 80. Бюллетень РЙ 10

Дата опубликования описания 15.03.80 (5З) MK 621317. .42 (088.8) (7 ) Авторы изобретении

А. Д Гарин, И. Ф. Островский и Е. Ф. Трифонов

Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (7I) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ R LC ПАРАМЕТРОВ

В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении измерителей параметров электрорадноэлементов и в информационно-измерительных системах, использующих параметри5 ческие датчики.

Известен преобразователь активного н реактивного сопротивлений в частоту, содержащий сравнивающее устройство, первое интегрирующее звено, вход которого подключен к выходу сравнивающего устройства, а выход ко входу дифференцирующей цепи, второе интегрирующее звено, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства (1) .

Однако такой преобразователь характеризуется нелинейностью характеристики преобразования, обусловленной конечными значениями постоянных времени первого интегрирующего звена дифференцирующей цепи, а также ограничен ной возможностью изменений укаэанных постоянных времени по мере распирения диапазона изменения преобразуемого лараметра и увеличения крутизны фуюсции преобразования.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь активного и реактивного сопротивлений в частоту, который содержит блок сравнения, выход последнего через первое интегрирующее звено соединен с одним из входов блока сравнения, а через второе интегрирующее звено— со входом дифференцирующего звена, выход которого соединен с другим входом блока сравнения 121

Недостатками этого преобразователя является влияние на линейность характеристики преобразования паразитных составляющих преобразуемых параметров.

Целью изобретения является обеспечение линейности характеристики преобразования и расширение диапазона изменения преобразуемых параметров.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь В(С параметров в частоту, содержащий блок сравнения, выход которого через первое интегрирующее звено соединен с одним иэ входов блока сравнения и через второе интегрирующее звено соединен со входом дифщах О С„

1 / «ЯЦ е

4» 1 . С»

F ьых, 1 4 Ñ

3 72177 ференцирующего звена, введено переключаемое устройство для фиксации максимальных значений разнополярных напряжений, причем вход этого устройства подключен к выходу дифференцирующего звена, а выход — к другому входу блока сравнения.

На фиг.1 приведена функциональная электрическая схема предлагаемого преобразователя, Преобразователь RLC параметров в частоту .содержит первое интегрирующее звено 1, блок 10 сравнения 2, второе интегрирующее звено 3, дифференцирующее звено 4, переключающее устройство для фиксации максимальных значений разнополярных напряжений 5.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства, где. а — напряжение на выходе блока сравнения 2; б — напряжение на выходе интегрирующего звена 3; в — напряжение на выходе дифференцирующей цепи 4; r — напряжение на вхо- 20 дах блока сравнения.

Работа устройства заключается в следующем, В случае, если времязадающим элементом интегрирующего звена 3 является емкость конденсатора или емкостного датчика, во время по-25 ложительного полупериода выходного напряжения блока сравнения 2 (фиг.2а) напряжение на выходе интегрирующего звена 1 изменяется линейно (фиг.2г, пунктирная линия).

Ve

v = —" с ° ьы»ч С где 0о — амплитуда на выходе блока сравнения 2; — постоянная времени интегрирующего звена 1.

3а половину периода это напряжение достигает значения и т о, мах С 2.

40 где Т вЂ” пери,. ледования импульсов на выхо: де блока сравнения 1.

В течение того же полупериода напряжение на выходе интегрирующего звена 3 (фиг.2б) изменяется по экспоненциальному закону, что вызвано наличием сопротивления утечки изоля. ции преобразуемой емкости, " — ч (vй (3cR„С.), ьых. (oP

$0 где ф— значение преобразуемой емкости. Раз. ложением этой функции в степенной ряд ее можно представить в следующем виде

v =н - --V !

6 4 Ь выл, о х » С

v x где:7,х = Ru Cx

Напряжение Овыхз поступает на вход фференцнрующей цепи 4, на выходе которой о 1 получаем напряжение (фиг. 2в), изменяющееся по закону

9Ы» С С ф вы» д 64, о о С РС„ гдеСд — постоянная времени дифференцирую щего звена 4. При т=О, т.е. в начале каждого полупериода, напряжение максимально по абсолютной величине и равно

Задачей переключаемого устройства для фиксации максимальных значений разнополярных напряжений 5 является выделение и запоминание, т.е. фиксация на время полупериода максимального значения выходного напряжения дифференцирующей цепи 4 (фиг. 2г, сплошная линия). За время периода полный размах напряжения на выходе устройства для фиксации максимальных значений разнополярных напряжений 5 равен

Изменение полярности на выходе блока сравнения 2 происходит в момент равенства напряжений о Т, Я О .Х

Отсюда следует где живых — частота следования импульсов на выходе устройства для преобразования Я1 Спараметров в частоту.

Поскольку Гх=йи С„,то частота следования выходных импульсов прямо про,юрциональна значению преобразуемой емкости и не зависит от сопротивления утечки изоляции Яу.

Аналогичные, рассуждения приводят к Выводу о независимости характеристки преобразования в частоту активного сопротивления и индуктивности с учетом параэитных параметров преобразуемых элементов и конечного значения коэффициента усиления усилителя постоянного тока, на базе которого реализуется интегрирук щее звено 3.

Формула изобретения

Преобразователь RLC параметров в частоту, содержащий блок сравнения, выход которого . через первое интегрирующее звено соединен с одним из входов блока сравнения и через второе интегрирующее звено соединен со входом днфференцирующего звена, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения линейности характеристики преобразования и расширения

721770

5 диапазона изменения преобразуемых параметров, в него введено переключаемое устройство для фиксации максимальных значений разнополярных напряжений, причем вход этого устройства подключен к выходу днфференцирующего звена, а выход — к другому входу блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 372672, кл. Н 03 K 13/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР Р 561907, н 27/26. 1974 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 124!37 Тираж 1019 Подписное

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