Линейный измерительный преобразователь

Линейный измерительный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

CoIo3 Соеетскмв

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ПИЛЬСТВУ

<„> 873408

-е (61) Дополнмтельмое к авт. сеид-ву-. (22) Заявлено 05. 12.? 9 (21) 2847934/18-.21 с присоединением заявки Ио— (Я)м. кл.з

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР

Ilo яеяам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано15.1081. Бюллетень 4 38

Дата опубликования описания 151081

РЖ УЖ 621. 317 (088.8) В.A.Àçàðêèê, A.A.Áàõòèîýèí и В.И.Ковальков

Одесский ордена .Трудового Красного Знамени.„ политехнический институт (72) Авторь изобретения (71) Заявитель (54 ) ЛИНЕЙНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к имйульсной технике и может быть использовано в телеметрии, а также в системах централизованного контроля при измерении на расстоянии параметров технологического процесса.

Известны измерительные преобразователи, содержащие автогенератор гармонических колебаний с Г-образной фаэирукщей цепью, измерительный усилитель, параметрический датчик, обладающие высокой крутизной преобразования $1) .

Однако зти преобразователи имеют линейную модуляционную характеристику лишь в ограниченном диапазоне частот и только при определенном соотношении элементов фазирующей цепи генератора.

Наиболее близким к изобретению 20 является измерительный преобразователь, содержащий параметрический датчик, выход которого соединен со входом дифференциального усилителя, операционный усилитель, инвертнрующий вход которого соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения, один вывод которого подключен к выходу операционного усилителя и входу параметрического датчика, а 30 второй выход соединен с общей шиной

f2) .

Недостатком устройства является нестабильность амплитуды выходного гармонического сигнала и сохранение линейности преобразования только в ограниченном диапазоне частот.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона преобразования и стабильности амплитуды выходного напряжения.

Для достижения поставленной цели в линейный измерительный преобразователь, содержащий параметрический датчик, выход которого соединен со входом дифференциального усилителя, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой реэистивного делителя напряжения, один вывод которого подключен к выходу операционного усилителя и входу параметрического датчика, а второй вывод соединен с общей шиной, иеинвертирующий вход операционного усилителя соединен с выходом П-образной фазосдвнгающей RC-цепи, введены диод, полевой транзистор, первый и второй конденсаторы, разделительный конденсатор и реэистивный делитель напряжения, один вывод которого под-

873408

50

Формула изобретения

65 где R„„

С

С, "те ключен к выходу операционного усилителя, истоку полевого транзистора и к первым обкладкам первого и второго конденсаторов, вторая обкладка второго конденсатора объединена с затвором полевого транзистора и средней точкой дополнительного резистивного делителя напряжения, второй вывод которого соединен с второй обкладкой первого конденсатора и катодам диода, анод которого подключен к общей шине, а сток полевого транзистора соединен с первым входом Il-образной фазосдвигающей RC-цепи, второй вход которой через разделительный конденсатор подключен к выходу дифференциального усилителя, а также тем, что П-образная фазосдвигающая RC-цепь содержит параллельно включенные резистивный и емкостный делители, причем средняя точка резистивного делителя. является. вторым входом П-образной фаэосдвигаЮщей RC-цепи, а средняя точка емкостного делителя — первым входом, одна точка соединения емкостного и реэистивного делителей подключена к общей шине, а другая является выходом П-об разной фазосдвигающей RC-цепи.

На чертеже представлена функциональная схема линейного измерительного преобразователя.

Линейный измерительный преобразователь состоит из параметрического датчика 1, дифференциального усилителя 2, разделительного конденсатора

3, реэистивного делителя 4 напряжения. включающего резисторы 5,и 6. операционный усилитель 7 ° П-образная фазосдвигающая RC-цепь 8. включающая

° конденсаторы 9 и 10. реэистивный делитель на резисторах 11 и 12, а также диод 13, полевой транзистор 14, конденсаторы 15 и 16, дополнительный реэистивный делитель 17 иэ резисторов 18 и 19.

Реэистивный делитель 4 напряжения, операционный усилитель 7, П-образная фазосдвигающая RC-цепь 8, резисторы

18 и 19, конденсаторы 15 и 16, полевой транзистор 14, диод 13 образуют генератор гармонических колебаний.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии внешних воздействий мост датчика 1 сбалансирован, и автогенератор генерирует гармонические колебания с частотой, определяемой параметрами его фазосдвигающей

RC-цепи,8 и сопротивлением канала

R полевого транзистора 14

tel

О 2Л ! сопротивление резистора

11; емкость конденсатора 9, емкость конденсатора 10, сопротивление канала полевого транзистора 14.

5 l0

При изменении сопротивления йд, параметрического датчика 1„: являющегося функцией контролируемого параметра, на выходе дифференциального усилителя 2 появляется напряжение U которое приводит к изменению выходного напряжения 02, связанно;о с напряжением U соотношением

U„» 3 0 5b R О

R5

par где R> — сопротивление резистора 5, Кдат сопротивление резисторов равноплечего моста датчика

1.

Выбор конденсаторов 15 и 16 и резисторов 18 и 19, представляющих собой КС-фильтр, обусловлен смещением рабочей точки на вольтамперной характеристике полевого транзистора 14 на пологий участок, что определяет при незначительном изменении выходного напряжения U существенное изменение сопротивления канала R ä полевого транзистора 14. За счет этого обеспечивается стабилизация амплитуды выходного напряжения, а также баланс частноэависимого моста датчика за счет изменения частоты гармонйческих колебаний генератора, текущее значение которой Г, определяется следующим соотношением (1 0,5 (1+- ) -(ф д В, 1, где R< — сопротивление резистора 6.

Следовательно, частота колебаний выходного напряжения преобразователя связана с изменением активного сопротивления датчика линейной зависимостью..

Крутизна преобразования устанавливается соотношением сопротивлений цепи отрицательной обратной связи R /Rz генератора, либо коэффициентом усиления дифференциального усилителя 2.

Таким образом, данный преобразователь обеспечивает расширение динамического диапазона линейного преобразования, а также стабилизацию амплитуды выходного сигнала.

1. Линейный измерительный преобразователь, содержащий параметрический датчик, выход которого соединен со входом дифференциального усилителя, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения, один вывод которого подключен к выходу операционного усилителя и входу параметрического датчика, а второй вывод соединен с общей шиной, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с выходом

П-образной фазосдвигающея RС-цепи, В73 0В

/ о т л н ч а ю шийся тем, чФз,", с целью расширения динамического ди апазона преобразования и стабильности амплитуды выходного напряжения, дополнительно введены диод, полевой транзистор, первый и второй конденсаторы, разделительный конденсатор и резистнвный делитель напряжения, один вывод которого подключен к выходу операционного усилителя, истоку полевого транзистора и к первым обкладкам первого н второго конденсаторов, вторая обкладка второго конденсатора объединена с затвором полевого транзистора и средней точкой дополнительного резистивного делителя напряжения, второй вывод которого соеди- нен со второй обкладкой первого конденсатора и катодом диода, анод которого подключен к общей шине, а сток полевого транзистора соединен с первым входом П-образной фазосдвигающей 20

RC-цепи, второй вход которой через разделительный конденсатор подключен к выходу дифференциального усилителя.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что П-образная фаэосдвигающая RC-цепь содержит параллельно включенные резистивный и емкостный делители, причем средняя точка резистивного делителя является вторым входом П-образной фазосдвигакщей RC-цепи, а средняя точка емкостного делителя — первым входом, одна точка соединения емкостного и резистнвного делителей подключена к общей шине, а другая является выходом П-образной фаэосдвигающей RC-цепи. источники информации, принятые во внимание при экспертизе ,1. Авторское свидетельство .СССР

В 399997, кл. Н 03 С 3/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 226019, кл.G 01 R 27/16, 1966 °