Измерительный преобразователь сопро-тивления b частоту

Измерительный преобразователь сопро-тивления b частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о >847226

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020179 (21) 2706430/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150781 Бюллетень Мо 26

Дата опубликования описания 150781 (51)М. Кл.

G 01 R 27/02

Н 03 К 13/20

Государственный ком4тет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК 621 317 33 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Л.Златин, В.Д.Михотин, Э.К.Шахов и ;Я.Элиасберг

/:-

Научно-исследовательский институт гидх>ометЕорологического

1 приборостроения (71) Заявитель (>4) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

В ЧАСТОТУ

20

Изобретение относится к электро= измерительной технике и может быть использовано в качестве промежуточных или передающих преобразователей резистивных датчиков, преобразующих их выходные сопротивления в частоту электрических колебаний, например в автоматических гидрометеорологических станциях при работе с термометрами сопротивления или тензодатчиками.

Известен частотный преобразователь сопротивления, содержащий интегратор, выход которого подключен к инвертирукщему входу сравнивающего устройства, выполненного на операционном усилителе, причем выход последнего подключен к неинвертирующим входам интегратора и согласующего устройства, выход которого соединен с его инвертирующим входом, а через делитель из преобразуемого и образцового резисторов соединен с неинвертирующим входом блока сравнения (1 ).

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает раздельной регулировки начальной частоты и крутизны функции преобразования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для преобразования в частоту выходного параметра реэистивного датчика, содержащее интегратор, выход которого соединен с инвертирующим входом блока сравнения, выход которого соединен с нсинвертирующим входом интегратора и через делитель из измеряемого и образцового резисторов соединен с неинвертирующими входами блока сравнения и дополнительного операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен резистивный делитель, выход дополнительного операционного усилителя подключен к инвертирующему входу интегратора 2).

Недостатком этого устройства является наличие нестабильности и нелинейности характеристики функции преобразования, вызванные инерционностью дополнительного операционного усилителя, которые особенно проявляются при работе с резистивными датчиками, имеющими узкий диапазон изменения сопротивлений при преобразовании его в широкий диапазон выходных частот.

847226

Ro

U о R + Rx

В момент выполнения указанного

tO равенства эа счет практически безынерционной цепи положительной обратной связи (c выхода блока 2 сравнения через делитель 3 на его неинвертирующий вход) происходит лавиннообраэный процесс перехода блока 2 сравнения в новое состояние, характеризуемое изменением его выходного напряжения, прн этом меняется знак крутизны линейно изменяющегося напряжения интегратора 1 и аналогичным образом начинает формироваться новый полупериод выходных колебаний.

Значение частоты выходных колебаний (фиг.2,а), связанное со значением преобразуемого резистора 5 может быть представлено следующей зависимостью где Ю = RC — постоянная времени интегратора 1.

Из полученного выражения следует, что функция преобразования линейна, а наличие второго члена уменьшает выходную частоту на постоянную величину, чем обеспечивается требуемое значение начальной частоты (вплоть до нуля) при практически любой кру40 тиэне функции преобразования.

Таким образом, данный измерительный преобразователь обеспечивает высокую точность преобразования активного сопротивления реэистивного

4я датчика в частоту электрических колебаний при простой схемной реализации, что позволяет получить на выходе резистивного датчика унифицированный частотный сигнал, Удобный щ для предварительной обработки (в том числе фильтрации, кодирования и, передачи на расстояния), что особенно важно при построении различных телеизмерительных систем. 4 ко

UðЙ+ Up q +р, 4 2 о х

l где О„ амплитудное значение энакопеременного импульсного напряжения с выхода блока 2 сравнения (фиг.2,а); 40 значение сЬпротивления образцового резистора 4; значение сопротивления преобразуемого резисто-. ра 5; И

Х

Цель изобретения — повьпаение точ- ности преобразования путем повышения крутизны и линейности функции преобразования, особенно в узком диапазоне изменейия активного сопротивле-, ния резистивного датчика при сохранении раздельной регулировки начальной частоты и крутизны функции преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительном преобразователе сопротивления в частоту, содержащем интегратор, выход которого соединен с инвертирующим входом блока сравнения, делитель из измеряемого и образцового резисторов, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход — с неинвертирующим входом блока сравнения, дополнительный резистивный делитель, выход блока сравнения через дополнительный резистивный делитель соединен с неинвертирукхцим входом интегратора. выход делителя из измеряемого и образ цового резисторов соединен с инвертирующим входом интегратора.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерительного преобразователя, на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняю щие его работу.

Измерительный преобразователь сопротивления в частоту содержит интегратор 1, блок 2 сравнения, делитель 3, состоящий из образцового резистора 4 (йо) н преобразуемого резистора 5 (Rx) дополнительный резистнвный делитель 6, состоящий иэ резисторов 7 и 8.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

Измерительный преобразователь представляет собой частотный преобразователь с переключением направления интегрирования, причем переключение направления интегрирования в преммкакхцих циклах преобразования осуществляется за счет изменения полярности напряжения блока 2 сравнения. В процессе работы линейно изменяющееся напряжение с выхода интегратора 1 (фиг.2), являющееся результатом интегрирования разности напряжений (фиг.2,Ь и с) й4 R 2 значение сопротивлений

Резисторов 7 и 8 допол- нительного резистивного делителя 6, сравнивается с уровнем напряжения (фиг.2,с) .Формула изобретения

Измерительный преобразователь сопротивления в частоту, содержащий интегратор, выход которого соединен с инвертирукщим входом блока сравнения, делитель нз измеряемого и образцового резисторов, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход - с неинвертирующим входом

847226

Фиг 2

ВНИИПИ Заказ 5480/71 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 блока сравнения, дополнительный резистивный делитель, о т л и ч а ю— щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования при сохранении раздельной регулировки начальной частоты и крутизны функции преобразования, выход блока сравнения через дополнительный резистивный делитель соединен с неинвертирующим входом интегратора, выход делителя из измеряемого и образцового резисторов соединен с инвертирукщим входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9430505, кл. Н 03 К 13/20, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9503363, кл. H 03 К 13/20; 1974 (про тотип) .