Преобразователь емкости, индуктив-ности и сопротивления b напряжениепостоянного toka

Преобразователь емкости, индуктив-ности и сопротивления b напряжениепостоянного toka

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапистнческиз

3ееспубпнк (1834606 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 11. 79 (23) 2845293/18-21 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 30. 05. 8 1, Бюллетень М 20 (53)N. KA: 03 Р 27/26

Н ОЗ К 1З/20

Гвсвдврствввюй ввмвтет

СССР вв делам иввбрвтвивй в втврктвй (53) УЛК621, 317 (088. 8) Дата опубликования описания 02.06.81

Г

:4 «Й . >:;. "»." Л л, If

1

О. Л. Николайчук, P. 3. Шептебань и Ю. В Рево,:...-.,;;,;т.

Д,,,

Специальное конструкторское бюро микроэлектроникии приборостроения (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ, ИНДУКТИВНОСТИ

И СОПРОТИВЛЕНИЯ. В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО

ТОКА.Изобретение относится к .измерительной технике и может быть использовано в цифровых радио- и электроизмерительнык приборах.

-Известен измеритель электрической емкости с масштабным преобразователем

5 амплитуды, содержащий генератор напряжения переменного тока, масштабный элемент, измерительный операционный усилитель, опорный операционный уси.тй литель, детекторы, устройство сравне- ния напряжения постоянного тока 33).

Недостатками данного измерителя являются зависимость результата измерения от нестабильности работы детек" торов, ограничение функциональных воз-. можностей измерением только емкостей и низкая помехозащищенность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является © преобразователь емкости, иипуктивности и сопротивления в напряжение постоянного тока, обеспечивающий повышение помехозащищенности и расширение функциональных воэможностей и содержащий генератор белого шума, измерительную це1ть, источиит3 опорного напряжения, последовательно соединенные умножитель и интегратор, устройство сравнения напряжения, формирователь временных интервалов и .устройство управления $2).

Недостатками данного преобразователи являются наличие погрешности статизма и ограниче3тие функциональнык воэможностей использованием в качестве генератора тестового воздействия генератора шума.

ЦелЬ изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в ттреобразователь емкости инду3етивности и сопротивления в напряжение постоянного тока, содержащий измерительную цет3ь, 3всточник опорного напряжения, последовательно соединенные умножитель и интегратор, один из входов

8346 (8) Формула изобретения

Преобразователь емкости, индуктивности и сопротивления в напряжение по/

55 стоянного тока, содержащий измерительную цепь, источник опорного напряже- ния, последовательно соединенные умножитель,и интегратор, один из входов умножителя соединен с выходом измериумножителя соединен с выходом измерительной цепи, введены генератор тестовых сигналов, формирователь ортогонального сигнала, операционный усилитель, два согласованных полевых транзистора, 5 образцовые конденсатор и резистор, причем затворы полевых транзисторов соединены и подключены к выходу интегратора, а сток первого полевого транзистора соединен с одной иэ об- 1О кладок образцового конденсатора и со вторым входом умножителя, другая обкладка образцового конденсатора поцключена к земле, а исток первого полевого транзистора через формирова- 1S тель ортогонального сигнала соединен с выходом генератора тестовых сигналов и со входом измерительной цепи, при этом сток и исток .второго полевого транзистора соединены соответственно 2о с выходом и входом операционного усилителя, вход которого через образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя — с выходным зажимом преобра- 2S зователя.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит генера30 тор 1 тестовых сигналов, источник 2 опорного напряжения, формирователь 3 ортогонального сигнала, операционный усилитель 4, согласованные полевые ,транзисторы 5 и 6, уравновешивающую цепь 7, измерительную цепь 8, умножитель 9 и интегратор 10.

Преобразователь работает следующим образом.

В зависимости от,характера объекта

40 измерения (емкость, индуктивность, сопротивление) конфигурация измерительной цепи изменяется, а уравновешивающей цепи 7 остается постоянной.

Для удобства рассмотрим случай, при котором в качестве генератора 1 тестовых сигналов служит генератор гармонического сигнала с выходным напряжением 0„ (t) = 1 „ sinuot. В этом слу1 чае на выходе 3 получаем напряжение

U (t) = Q cosset, ортогональное с напряжением генератора 1 тестовых сигналов. Это напряжение поступает на один из.входов уравновешивающей цепи 7. На выходе измерительной цепи 8 получаем напряжение 04 (t) = U s i n (N t

Ytl ф

+11 ), а на выходе уравновешивающей цепи 7 Ug(t) = 0„,сов(mt+Ч, ).НапряжениЯ US (t) и u4(t) постУпают на вхоДы

06 4. умножителя 9, с выхода которого сигнал поступает на вход интегратора 10, где формируется напряжение

0 (t) = f0y(t) Д (t)d t=+ \(\(—,s1п (Vg

), 3 4 (1)

Это напряжение поступает на управляющий вход уравновешивающей цепи 7, где изменяется величина сопротивления not левого транзистора 6 R и соответствено но — постоянная времени этой цепи

Г =ROC до тех пор, пока не выполнится условие баланса (2)

Так как полевые транзисторы 5 и 6 идентичны и управляются одним и тем же напряжением, то R = Ro . С выхода ! и источника 1 опорного напряжения на сопротивление R 1 поступает напряжение постоянного тока Vg, вызывающее проте— кание тока 1о= - - через полевой трани о зистор 5, который создает на выходе операционного усилителя 4 напряжение

Vo o 1 — — х (3)

О,„Со

При измерении емкости Сх (Z = R<Ä

1

Z =.— ), индуктивности L (2 = JuuLx;

)аСх

2 = R0) и сопротивления R х (2 2. Х"

z =;- — постоянные времени измери3аЧ.о тельнои цепи соответственно равны:

7х (4) (5) о х Р 1

7x = CoRx (6)

А выходные напряжени. преобразователя:

U =0а- Р С„; (7) х

00 о Ro.< Со Rî (9).

Так как любой сигнал может быть представлен в виде суммы гармонических составляющих, то преобразователь работает аналогично и при других видах тестового воздействия.

5 83460 тельной цепи, о т.л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор тестовых сигналов, формирователь ортогонального сигнала, операционный усилитель, два согласованных полевых транзистора, образцовые конденсатор и резистор, причем затворы полевых транзисторов соединены и подключены к выходу интегра-111 тора, а сток первого полевого транзистора соединен с одной из обкладок образцового конденсатора н со вторым входом умножителя, другая обкладка об-. разцового конденсатора подключена к 15 земле, а исток первого полевого транзистора через формирователь ортогонального сигнала соединен с выходом генератора тестовых сигналов и со входом измерительной цепи, при этом сток и исток второго полевого транзистора соединены соответственно с выходом и входом операционного усилителя, вход которого через образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя — с выходным зажимом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Японии.

-N -4811070, кл. G Ol R 2277//0000, 10.04.73, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 439916, кл. Н 03 К 13/20, 13.12.72 (прототип).

Составитель Л. Сотникова

Редактор Л. Филь Техред Е.Гаврилешко Корректор Л. Иван

Заказ 4098 71 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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