Устройство преобразования сигналамостового датчика b частоту

Устройство преобразования сигналамостового датчика b частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ CB ПЗЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социаанстичесмик

Ресвубинк ри839049 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270979 (21) 2820240/18-21 с присоединеиием заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 1 0681. Бюллетень 1 19 22

Дата опубликования описаиия 15.06 81

® м Кр 3

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) (72) Автор изобретения

О.М. Ерусланова (71) Заявитель

Научно-исследовательский и конструкто испытательных машин, приборов и средс (54 ) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА МОСТОВОГО

ДАТЧИКА В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах измерения силы и веса и других измерительных устройствах.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, компаратор, формирователь разрядных импульсов, управляемый источник опорного напряжения — генератор ступенчатого напряжения, например накопительный счетчик с аналоговым вы- ходом, запускающий вход которого подключен к выходу компаратора, а выход — к опорному входу компаратора, и ко входу формирователя разрядных импульсов f 1) .

Недостатком этого преобразователя является малый динамический диапазон .выходной частоты, так как при повышении динамического диапазона в схеме,воэ никает нели ней ность, Это связано с тем, что эа время действия разрядного импульса заряд, поступающий на вход интегратора, является переменной величиной, зависящей от входного напряжения, Известно также устройство преобразования сигнала мостового датчика в частоту, содержащее источник питания, подключенный к диагонали питания мостового датчика, усилитель, вход которого подключен к измерительной диагонали мостового датчика, а выход через первый резистор соединен с входом интегратора, суммирующий усилитель, входы которого подключены к вершинам измерительной диагонали мостового датчика, второй и третий резисторы, подключенные соответственно к вершине диагонали питания мостового датчика и к выходу суммирующего усилителя и соединенные через первый ключ с входом интегратора, триггер, счетный вход которого подключен к генератору опорной частоты, а выходк управляющему входу первого ключа, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора (2) .

Недостатком данного устройства является узкий диапазон выходной частоты, так как его расширению препятствует рост погрешностей, обусловленных ограниченным частотным диапазоном элементов устройства.

Цель изобретения - расширение диапазона выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее

839049 источник питания, подключенный к диагонали питания мостового датчика, усилитель, вход которого подключен к измерительной диагонали мостового датчика, а выход через первый резистор соединен с входом интегратора, суммирукидий усилитель, входы которого подключены к вершинам измерительной диагонали мостового датчика, второй и третий резисторы, подключенные соответственно к вершине диагонали питания мостового датчика и к выходу суммирукщего усилителя и соединенные через первый клич с входом интегратора, триггер, счетный вход которого подключен к генератору опорной частоты, а вы- 15 ход - к управляющему входу первого ключа, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, введены счетчик, вход которого через формирователь подключен к выхо- 20 ду компаратора, а выход — к входу триггера, и цифроаналоговый преобразователь, входы разрядов которого через дешифратор соединены с выходами разрядов счетчика, аналоговый вход через второй ключ и блок запоминания соединен с выходом интегратора, а выход подключен к второму входу компаратора, причем управлякщий вход второго ключа соединен с выходом триггера.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, мостовой датчик 2, усилитель З,суммирующий усилитель 4, резисторы 5-7, интегратор 8, компаратор 9, генератор 10 опорной частоты, триггер 11, формирователь 12, счетчик 13, дешифратор 14, цифро- 40 аналоговый преобразователь 15, блок

16 запоминания, ключи 17 и 18.

Источник 1 питания соединен с мостовым датчиком 2, выход которого через усилитель 3 и резистор 5 сое- 45 динен со входом интегратора 8. Компаратор 9 своим первым входом соединен с выходом интегратора 8 и аналоговым входом ключа 17, а второй вход компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя

15. Выход компаратора 9 через формирователь 12 соединен со входом счетчика 13, выходы разрядов которого через дешифратор 14 соединены с входами разрядов цифроаналогового преобразователя 15. Счетчик 13, дешифратор 14 и цифроаналоговый преобразователь 15 представляют собой управляе>ай источник опорного напряжения, выходной сигнал которого 60 определяется напряжением, поступающим на аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 15, и состоянием счетчика 13. Аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 15 через блок 16 запоминания соединен с выходом ключа 17, управляющий вход которого соединен с управляющим входом ключа 18 и с выходом триггера 11.

Вход триггера 11 соединен с выходом счетчика 13, а счетный вход триггера 11 соединен с выходом генератора 10. Выход мостового датчика 2 соединен с двумя входами усилителя 4, выход которого через резистор 7 соединен со входом ключа 18 который одновременно через резистор б соединен с вершиной мостового датчика 2. Выход ключа 18 соединен с входом интегратора 8, выходом устройства является выход формирователя 12.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Ключи 17 и 18 закрыты. На вход интегратора поступает сигнал с выхода усилителя 3, пропорциональный сигналу датчика 2, под действием которого напряжение на выходе интегратора 8 снижается. Когда оно станет равным нулю, компаратор срабатывает, на вход счетчика 13 поступает импульс с выхода формирователя 12, а на вход триггера 11 — импульс с выхода счетчика 13. Триггер опрокидывается первым же импульсом, пришедшим на него с генератора 10. Кличи 17 и 18 открываются, s результате чего начинается перезаряд накопительного элементаа интегратора 8.

Выходной сигнал интегратора 8 запоминается блоком 16 запоминания.

Перезаряд накопительного элемента интегратора 8 происходит под действием напряжения, которое является алгебраической суммой напряже ни я пропорционального напряжению питания датчика 2, поступающего на вход клича 18 через резистор б, сигнала коррекции асимметрии источника 1 и датчика 2, поступающего с суммирукв его усилителя 4 через резистор 7 и сигнала, поступающего через резистор 5 с входного усилителя 3. Длительность интервала перезаряда равна периоду опорной частоты генератора 10, так как его очередной импульс устанавливает триггер в перваначальное состояние, и ключи 17 и 18 закрываются.

Блок 16 запоминания переходит в режим хранения напряжения, пропорционального максимальному значению напряжения на выходе интегратора на интервале перезаряда, Так как на интервале перезаряда в счетчик 13 пришел один импульс,изменилось состояние дешифратора 14 и на второй вход компаратора подается напряжение U — ф-, где и — Емкость счетчика, а Ц„ — максимальное напряжение на выходе интегратора на интервале перезаряда. Когда сигнал на выходе интегратора достигает этого напряжения, срабатывает

839049

Формула изобретения компаратор 9, формирователь 12 выдает импульс, который далее идет на счетчик 13, изменяется код на выходе дешифратора 14 и изменяет выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 15 на одну ступеньку

Выходное напряжение интегратора сравнивается с напряжением U„-2 ф поступакщим на второй вход компаратора 9. Затем этот процесс повторяется до тех пор, пока не появится импульс (через и импульсов) на выходе счетчика 13, который подготовит триггер 11 к приходу импульсов на счетный вход триггера с генератора 10. Таким образом, выходная частота будет в и раэ больше, чем частота переэарядных импульсов инт е грат ора.

Благодаря отличительным признакам изобретения основные элементы устройства, частотный диапазон кото- 20 рых ограничивает выходную частоту

) работают на частоте, в и раз меньшей, чем выходная частота, поэтому в и раз расширяется диапазон выходного сигнала. 25

Устройство нреобразования сигнала мостового датчика в частоту, содержащее источник питания, подключенный к диагонали питания мостового датчика, усилитель, вход которого подключен к измерительной диагонали мостового датчика, а выход через первый резистор соединен с входом интегратора, суммирующий усилитель, входы которого подключены к вершинам измерительной диагонали мостового датчика, второй и третий резисторы, подключенные соответственно к вершине диагонали питания мостово- го датчика и к выходу суммирующего усилителя и соединенные через первый ключ с входом интегратора, триггер, счетный вход которого подключен к генератору опорной частоты, а выход - к управляющему входу первого ключа, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона выходного сигнала, в него введены счетчик, вход которого через формирователь подключен к выходу компаратора, а выход — к входу триггера, и цифроаналоговый преобразователь, входы разрядов которого через дешифратор соединены с выходами разрядов счетчика, аналоговый вход через второй ключ и блок запоминания соединен с выходом интегратора, а выход подключен к второму входу компаратора, причем управлякщий вход второго ключа соединен с выходом триггера.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 283287, кл. Н 03 К 13/20, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2672384/18-21, кл. Н 03 К 13/20, 26.03.79 (прототип) .

839049

Составитель В.Дмитриев

Техред С.Мигунова Корректор М.Демчик

Редактор М.Петрова

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

Заказ 4180/3 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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