Преобразователь приращения сопротивления в частоту

Преобразователь приращения сопротивления в частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналистнчесннк

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >894578 (63) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 22.03.79 (21) 2740261/18-21 с нрисоединепнем заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 30.12.81 (51)М. Кл.

G 01 R 17/10

Н 03 К 13/20

focyaapcnenml квнитет

CCCP оо ЙИМЙ N305pN@llt9 в юткрытвв (53) УЙК 621,317, ° 733 (088.8) Л, Н. Латышев и B. А. Чудаев (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

В ЧАСТОТУ.3

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть исполь« зоваио при создании устройств с частотно-импульсным выходным сигналом для измерения приращения сопротивления н функционально-связанных с ним неэлектри5 ческих величин.

Известен частотный тензопреобразова» тель, содержащий мостовую схему, усилитель разбаланса, схему сравнения и интегратор $1).

Недостатком известного устройства является низкая точность за счет нелиней. ности преобразования, обусловленной нелииейностью неравновесного моста, а также

15 нестабильности постоянной времени интегратора.

Наиболее близким к предлагаемому по

- технической сущности является преобразователь сопротивления в частоту следования импульсов, содержащий интегратор, выход которого соединен с блоком формирования импульсов обратной связи, состоящий нз селектора периодов, генератора импульсов и двухпознционного переключатели, причем управляющий вход селектора периодов соединен с выходом устройства сравнения, к сигнальному входу подклю» чен генератор импульсов, а к выходу управляюший вход двухпозиционного переключателя, один вход которого соединен с источником напряжения и делителем нз образцового и измеряемого резисторов, другой вход - с обшей шиной, а выходс инвертируюшим входом интегратора; усилитель постоянного тока с переключаемым коэффициентом усиления, сигнальный вход которого соединен с выходом делителя из образцового и измеряемого резисторов, управляющий вход подключен к выходу селектора периодов, а выход - к неинвер тнруюшему входу интегратора 2

Однако линейность характеристики преобразования известного преобразователя существенно зависит от точности установки коэффициента усиления и его стабильности, Кроме того, данное устройство позволяет измерять только абсолютное значе»

894578 о Йа- Резистор, включенный последовательно с измеряемым резистором;

ЬК- изменение измеряемого резистора, Это напряжение через усилитель 7 разбаланса подается на инвертирующий вход и интегратора 8. Выходное напряжение интегратора 8 изменяется по линейному закону со скоростью <7 О, (2) ! о г с го ние датчика, в то же время известно, чт в большинстве случаев выходным параметром резистивных датчиков является приращение сопротивления, поэтому при малом приращении измеряемого сопротивления точность преобразования будет низко вследствие малой чувствительности данного преобразователя. Таким образом, преобразователь обладает малым динамическим диапазоном измерения, который ограничен снизу малой чувствительностью, а сверху - нелинейностью преобразования, Цель изобретения — повышение точности и расширение динамического диапазона измерения. !

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь приращения сопротивпения в частоту, содержащий источник постоянного напряжения, последовательно соединенные усилитепь и интегратор, выход которого через блок сравнения соединен с управляюпжм входом формирователя импульсов обратной связи, введен неуравновешенный реэистивный мост, состоящий из трех постоянных и одного измеряемого резисторов, причем измерительная диагональ неуравновешенного резистивного моста соединена со входом усилителя, даигональ питания неуравновешенного резистивного моста подсоединена

30 к источнику постоянного напряжения а зажимы постоянного резистора, включенного последовательно с измеряемым, соединены со входами формирователя импульсов обратной, связи, выход которого подключен ко входу интегратора.

Блок-схема преобразователя приращения сопротивления в частоту представлена на чертеже.

Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения неуравновешенный резистивный мост 2 с тремя постоянными резисторами Э, 4 и 5 и одним измеряемым 6, причем соцротивпения резисторов равны начальному значению 1! Ка, усилитель 7 разбаланса: интегратор 4>

8, блок 9 сравнения и формирователь 10 импульсов обратной связи.

Преобразователь сопротивления в частоту работает следуюшим образом.

При приращении сопротивления резисто- so

pa R на величину и R напряжение на измерительной диагонали моста 2 равно

5,9

g(2g, Р.)) () \ где C =Rt — постоянная времени интегратора 8;

К- - коэффициент усиления усилите« пя 7е

По истечении интервала времени ;, выходное напряжение интегратора достигает некоторого порогового уровня (()! ).

При этом срабатывает блок 9 сравнения и запускает формирователь импульсов обратной связи на время +О.Импульс обратной связи длительностью Еа амплитудой

0 =Е (3) о 2%о а пропорциональной падению напряжения и на резисторе 3, включенном последовательно с измеряемым резистором 6 и с полярностью, противоположной полярности напряжения 0 также прилагается к инвертирующему входу интегратора 8.

Установившийся режим работы преобразователя характеризуется уравнением

RC 1 и, -, о О Р, Ма

После преобразования с учетом (1), (2), I 1 (3 ) и ."- получим функцию преобФ11" Ь О

Разования,aR = а,,"

Предлагаемый преобразователь имеет линейную шкапу в широком диапазоне из»менения измеряемого сопротивления. Кроме того, функция преобразования не зависит от стабильности постоянный времени интегратора и источника напряжения питания моста. Питание мостовой схемы источником постоянного напряжения поэво ляет освободиться от реактивных остаточ», ных параметров резистивного моста.

Таким образам, предлагаемый нреоб» разователь позволяет получить более точную информацию о величине приращения сопротивления измеряемого резистора.

Формула изобретения где Е номинальное значение выходного напряжения источника 1 постоянного напряжения;

Преобразователь приращения сопротивления в частоту, содержаншй источник по894578 Ь шенного резистивно б моста подсоединена, к источнику постоянного напряжения, а зажимы постоянного резистора, включен ного последовательно с измеряемым, сое5 динены со входами формирователя импульсов обратной связи, выход которого подключен ко входу интегратора. стоянного напряжения, последовательно соединенные усилитель и интегратор, выход которого через блок сравнения соеди нен с управляюшим входом формирователя импульсов обратной связи, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона измерения, в него введен неуравновешенный реэистивный мост, состояший нэ трех постоянных и одного <й измеряемого резисторов, причем измерительная диагональ неуравновешенного реэистивного моста соединена со входом усилителя, диагональ питания неуравновеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР,% 399062, кл. Н 03 К 13/20, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

% 496677, кл. Н 03 К 13/20, 1976.

Заказ 11478/72 Тираж 735 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, Составитель И. Бахтина

Редактор И. Михеева Техред 3. Фанта Корректор М. Шароши