Аналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика

Номер патента: 1242801

Авторы: Кормаков, Мамбиш, Мартяшин, Машошин, Работкин, Рябов

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

/2 114 ОО ЫЙ КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТ О ДЕЛАМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к области автоматического измерения физико-хи умических свойств веществ. Целью его является расширение функциональных возможностей преобразователя. Оно достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика введены цифроаналоговый преобразователь, четыре счетчика, четыре компаратора, йять элементов 2 И,.узел двухпоэиционных переключателей, два элемента типа 2 ИЛИ-НЕ, два устройства выборки и хранения, интегратор с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, элемент 3 И, два генератора последовательности импульсов, 2 аналоговых сумматора, одновибратор, резистивный делитель напряжения и кий инсследос Я(71) Пензенский нолитехничес титут и Всесоюзный научно-ис вательский институт зерна и продуктов его переработки(56) Авторское свидетельство СССР У 744305, кл. 6 01 Б 27/22, 1980.Авторское свидетельство СССР В 735927, кл. С 01 Г 23/26, 1980 . (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТссивная интегрирующая цепь.Тираж 778р ств енного комиобретений и отка, ЖРаушск каз ПодписР роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,б 95/40 НИ 1 Ц 1 И Госуд по делам и 13035, Носкета ССС ытийя наб дО 5 20 Изобретение относится к области автоматического измерения Физико- химических свойств веществ по реактивным и активным соста 13 ляющим пол- ного сопротивления емкостного датчика и может быть использовано дпя измерения влажности, концентрации и солесодержания. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей, заключающееся в преобразовании четырех параметров схемы замещения датчика.На Фиг, приведена Функциональная схема предлагаемого преобразователя; на Фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Аналого-цифровой преобразователь, (АЦП) параметров диэлькометрического датчика содержит диэлькометрический датчик 1, электрическая схема кото" рого представлена конденсаторами С и С, характеризующими соответственно безынерционные и релаксационные процессы поляризации вещества, помещенного в датчик, резисторами К и к , характеризующими соответственно сквозную проводимость вещества и :елаксационные потери релаксационной поляризации, опорный резистор 2 с сопротивлением К операционный усилитель (ОУ) 3 с опорным конденсатором емкостью С, в цепи отрицательной обратной связи, нуль-орган (НО) 4, инвертор 5, первый,одновибратор 6, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, включенный по схеме масштаб,ного преобразователя, коэффициент . передачи которого изменяется в соответствии с поступающим на цифровой вход кодом, первый резистивный счетчик 8, первый компаратор 9, первый элемент 2 И 10, второй элемент 2 И 11, второй реверсивный счетчик 2, узел 13 двухпозиционных переключателей, первый элемент 2 ИЛИ-НЕ 1.4, КЯ-триггер 15, третий элемент 2 И 16, первое устройство 17 выборки и хранения, интегратор 18 с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, второй компаратор 9, элемент 3 И 20, третий счетчик 21, первый генератор 22 последователь ности импульсов, четвертый элемент 2 И 23, четвертый счетчик 24, первый аналоговый сумматор 25, второй одно- вибратор 26, второе устройство 27 выборки и хранения, аналоговое вычитающее устройство 28, второй анало 25 30 35 40 45 50 55 говый сумматор 29, третий компаратор 30, пятый элемент 2 И 31, АЦП 32 напряжения с двухтактным интегрированием, второй генератор 33 последовательности импульсов, второй элемент 2 ИЛИ-НЕ 34, четвертый компаратор 35, резистивный делитель 36 напряжения, пассивную интегрирующую цепь 37Одна из клемм датчика 1 соединена с опорным резистором 2 и входом ОУ 3, выход которого через НО 4 соединен с другой клеммой датчика 1.и входами инвертора 5 и одновибратора 6 Кроме того, выход ОУ 3 одновременно соединен с первым входом первого компаратора 9, к второму входу которо- го подключено опорное напряжение, с аиалоГовым входом первого устройства 1 выборки и хранения и с первым входом первого аналогового сумматора 25, а выход НО 4 соединен с аналоговым входом ПЯЛ 7, к цифровымвходам которого подключены выходыпервого реверсивного счетчика 8, ак выходу - опорный резистор 2 с первым входом третьего элемента 2 И 16и с управляющим входом аналоговогоключа, шунтирующего накопительныйконденсатор интегратора 18, Выходинтегратора 18 соединен с вторымвходом первого аналогового сумматора25 и первым входом второго компаратора 19. Второй вход последнего подключен к выходу первого устройства17 выборки и хранения и одновременнок первым входам аналогового. вычитающего устройства 28 и второго аналогового сумматора 29. Кроме того, выходпервого компаратора 9 соединен спервым выходом первого элемента 2 И10 второй вход которого соединен свьхопом интегратора 5 и первыми входами элемента 3 И 20 и пятого элемента 2 И 31 Выход первого элемента2 И 10 подключен к первому входу второго элемента 2 И 11 и входу второгоодновибратора 26, Причем второй входвторого элемента 2 И 11 соединен свыходом первого генератора 22 последовательности импульсов, вторымвходом элемента 3 И 20 и первым входом четвертого элемента 2 И 23, Выход второго элемента 2 И 11 подключенк входу вычитания второго реверсивного счетчика 12, к входам предварительной установки заданного числакоторого подключен узел 3 двухпози3 124 ционных переключателей, а вход управления записью заданного числа в счетчик соединен с выходом первого одновибратора 6 и управляющим входом первого устройства 17 выборки и хранения . При этом выход второго реверсивного счетчика,12 соединен с первым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ 4, второй вход которого подключен к выходу четвертого компаратора 35 10 и первому входу второго элемента 2 ИЛИ-НЕ 34, а выход первого элемента 2 ИЛИ-НЕ 14 подключен к входу установки в нулевое состояние КЯ- триггера 15. К входу установки КЯ- триггера 15 в единичное состояние подключен выход второго генератора.33 последовательности импульсов и второй вход второго элемента 2 ИЛИ-НЕ 34, а выход КЗ-триггера 15 д соединен с вторым входом третьего элемента 2 И 16, выход которого подключен к входу вычитания первогореверсивного счетчика 8. Кроме того; прямой Выход второго компаратора 19 25 соединен с третьим входом элемента,3 И 20, выход которого подключен квходу третьего счетчика 21 . Инверсный выход второго компаратора 19 соединен с вторым входом четвертогоэлемента 2 И 23, выход которого подключен к входу четвертого счетчика24 . Кроме того, выход первого аналогового сумматора 25 соединен с первымвходом третьего компаратора 30 и 35одновременно с аналоговым входом второго устройства 27 выборки и хранения, управляющий вход которого подключен к выходу второго одновибратора 26. Выход второго. устройства 4027 выборки и хранения соединен с вторым входом аналогового вычитающего .устройства 28; выход которого соеди-снен с первым аналоговым входом АЦП32 напряжения с двухтактным интегри , рованием и вторым входом второго сум. матора. 29. Выход поспеднего подключен к второму входу третьего компаратора 30, выход которого подключен к второму входу пятого элемента.2 И 50 31, а выход последнего подключен к тактовому входу Т АЦП 32 напряжения,; к второму аналоговому входу А которого прдключено опорное напряжение. Кроме того, прямой вход четвертого компаратора 35 через резистивный делитель 36 напряжения соединен с шиной питания Ц, схемы, а инверсный 280 4вход соединен с шиной через пассивную интегрирующую цепь 37. АЦП работает следующим образом, При включении напряжения питания (момент времени й на фиг.2 а ) выходное напряжение ОУ 3 Б (й) устанавливается в одно из состояний наж- щения, например, в области отрицательных напряжений - Ц (фиг. 2,Б ) На выходе НО 4, представляющего инвертирующий ОУ, с разомкнутой обратной связью, устанавливается напряжение Ц 4 (С) щ +Ч(фиг.2 Ь ). При этом на выходе ЦАП 7, включенного ро схеме инвертирующего масштабного усипителя с цифровым управлением коэффициентом передачи, устанавливается напряжение Б (с) = -пШ (с) = ш 7 (фиг,2 ж ), где и 1 - коэффициент передачи масштабного усилителя, соответствующий некоторому коду Б, формируемому первым реверсивным счетчиком 8 при включении напряжения питания, Одновременно с включением напряжения питания последнее начинает поступать на входы компаратора 35: на прямой вход через резистивный делитель 36 напряжения в виде напряжения ц(фиг 2 В,) со скоростью нарастания, равной скорости нарастания напряжения питания, и на инверсный вход через интегрирующую цепь 37 в виде напряжения 11 (С), - с меньшей скоростью. Вследствие этого, начиная с момента времени й, 0 з (С)сБ (е)В момент времени , (фиг.2 г ) напряжение Б(й) превышает напряжение Цэ,(Т), при этом срабатывает компаратор 35, Таким образом, на выходе компаратора 35 формируется импульс (фиг.2 е ), который проходит через элемент 2, ИЛИ-НЕ 14 и устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, запрещая тем самым прохождение импульсов через элемент 2 И 16.Импульс с выхода компаратора 35 проходит через элемент ИЛИ-НЕ 34, и по переднему фронту импульса с выхода элемента ИЛИ-НЕ 34 в реверсивном счетчике 8 устанавливается максимальное для данного счетчика кодовое число Б, и, соответственно; на выходе ЦАП 7 устанавливается максимальное напр жение Цгм = -щ Ч ,маке ф Таким образом на вход ОУ 3 воздействует через датчик 1 напряжение Ца = Чо и через опорный резистор Кнапряжение Цапмане шмаков 10ДНФференциальное уравнение, свя -зывающее выходной сигнал ОУ 3 П, (е)и входные сигналы 114 ( 1.) и 137 (1) э Воператорной Форме имеет видцоо 4 "- П,(Б)К,(Б), ( )где Б - оператор Лапласа П (Б)=и П (Б) "- - 1-"щ изображения вхоц 71 ных сигналов; К,(Б) и К (Б) - передаточные Функции ОУ 3 для .сигналов7При этомК (Б) =-с Б)Е(Б)1/Б 11 (1 .Б 1 С )/1 Б 1 +(1+Б С ) 1 1- +(2)где(Б), ,(Б) и Уо(Б) - операторные сопротивления соответственноцепи обратной связи (конденсатора С,),датчика 1 и опорного резистора К 2.Подставляя в Формулу (1) выражения(2) и переходя от изображений к оригиналам, получим Пз = Чяо-Ч(с) -Ъ, +,Бд выражеееееи (3) составляющие Чноси Че представляют постоянные напряжения, не изменяющиеся в зависимостиот времени С, Зксноненциальная составляющая Чпри г.;(5-6)Р, СЙ 2 Сlдостигает установившегося значения ф 5относительнач погрешностью меньшей 0,1/) и после этого тоже практически не является Функцией времени йТаким образом, только составляющиеЧ(й) и Ч(С) описываются линейнымиФункциями Уремени С, причем парамет-.ры К, и ш определяют крутизну соотназоне изменения К, выполнялось услови Ч,П, /,(4)т е. 1 Чя 7 1 Чо 1,БлгГодаря этому, начиная с некото,рого момента времени С 1 (Фиг.2 Ь ),ОУ 3 выходит из режима насыщения инапряжение на его выходе начинаетуменьшаться по абсолютному значению.При достижении напряжением Пнулевого значения скачкообразно изменяется полярность напряжения О 4(й),и напряжение П,(г) начинает изменяться в соответствии с2 Чо С21, ЧВф /П= = -- -о(1-е 14, +К С2 ЧС 4 Ч пйЛ.да: Ч (2) + Ч - фо(ф Д)причем в момент скачкообразного изменения напряжения П , т.е, при 4:.0Чр г (1:0)0; Ч (йО)0;Чц(С О) О, ф (6) СоотВЕтСтВЕННОП (еьО)-Чс (7) т,е,в выходном напряжении ОУ 3 возникает скачок, амплитуда которого Определяется практически толька параметром С; Затем напряжение П (С) изменяется по экспоненциальному закону и., вследствие выполнения условия (4), начинает убывать по абсолютному значению, повторно достигая нулевого значения, При этом вновь скачком изменяется полярность напряжения П и цикл работы схемь 1 повторяется в обгасти отрицательных значений наетряжения П, (С), которое в этом полу- периоде описывается выражением2 Чо Сг 7 "22 Чоо 2(1 22) ОСо СоТаким образом, ОУ 3, НО 4 и ЦАП 7 прецставлякт генератор релаксационных колебаний, амплитуда и частота которого зависит от параметров,датчика 1 и коэсЬициенуа И.11 ос е возникновения релаксационных колебаний начинается этап преобразования. начало которого совпадает с поступлением импульса запуска с выхода генератора 33 последовательности импульсов (Фиг. 2 л ) через элемент 2 И 3 И - НЕ 34 (фиг, 2 е 1 на управляющий вхоц С прецварительной установки числа реверсивного счетчика Я.т.е. на участке (Т/4) с(Т/2) вкаждом полупериоде напряжения Бз последнее представляет линейно изменяющееся напряжение, характеризующееся крутизной изменения, равнойЧ ш 7Ч : С К С, (Ч О),р О Ооткуда При этом в счетчике 8 устанавливает- М = - К- , ( 13)ся число И . (или подтверждается,установка И , ). Одновременно с т.е. код в момент равенства Ч = Чэтим импульс 1 Запуск" с выхода гене- пропорционален сквозной проводимости5ратора 33 устанавливает триггер 15 1С- и не зависит от значений друв единичное состояние, тем самым раз- К,решая прохождение импульсов с выхода гих параметров датчика.НО 4 через элемент 2 И 16 на вход Фиксирование момента, когда Чвычитания "-1" реверсивного счетчика 1 О становится равным Ч, осуществляется8. При этом код М, коэффициент пере- с помощью устройства, построенногодачи ,ю и, соответственно, крутизна , на базе компаратора 9, на один входш Ч которого поступает напряжение 11,Ч = начинают уменьшаться поК,С, а на другой вход - опорное напряжениеабсолютной величине. Уменьшается при 15 Ч (фиг,2 д ), выбирающееся по знаэтом по абсолютной величине и резуль- чению меньше 71 мин известного затирующеезначение Ч = Ч + Чр ранее. С помощью компаратора 9, инО. крутизны напряжения 11 . Уменьше- вертора 5 (логического элемента НЕ)ние Чр происходит до тех .пор, пока и элемента 2 И 10 на выходе последзначение, Чр не станет равным некото О него формируется импульс (фиг,2 ц ),рому заранее заданному значению Ч длительность которого может бытьВ момент, когда выполняется условие определена из уравнения, описываюЧЧ, напряжение П , например, щего напряжение Бз на интервале,в положительный полупериод колебания в течение которого Ч) Б (Оописывается выражением 25 (при выполнении условия 7)3ц, = Ч,- 7(14)С С Приравняв Бк нулю, получимЧоп ЧеО (5)откуда27 С 30 к = Чоп Чр (16)фПри Ч = Ч соответственно с 7Р 3хЗначения опорных элементов С, Кд и где- заданный интервал времени.опорного напряжения 7 выбираются Таким образом, фиксирование моментапри настройке таким образом, чтобы . равенства Ч = Ч. при техническойво всем диапазоне изменения парамет- З реализации сводится к фиксированиюров С, С, К 1 и К в момент равен- равенства 2 к= 2. Осуществляетсяства Ч = Ч период Т релаксационных это следующим образом. В каждом пеколебаний удовлетворял условию риоде колебания Б 1, по задним(10)фронтам импульсов, поступающих с выхода НО 4, запускается одновибратор6, формирующий короткий импульс, прит,е. экспоненциальная составляющаяпоступлении которого на вход 9 уЧав",с, (ления предварительной установкой чиспогрешностью менее 0,17. установивла реверсивного счетчика 12 в пошегося значения за четверть периода45 следнем устанавливается некотороеколебания. При соблюдении этого услозаданное число Ы, сформированноевия при Т/ выражение (9) преобразуется к видупредварительно (например, при на 27 а С 2 Чо Сстройке) в виде двоичного кода с поП= в+ в о в - Ч, (11) мощью узла 13 двухпозиционных переключателей, подключенных к установочным входам Р, , Р счетчика,12,;к шине питания "1" и к общей шине "0".Число И соответствует заданному зналчениюи в конечном итоге задан 55 ному значению Чу.После установки в счетчике 12 числа И из него вычитается в течениеинтервала времени, равного Фх, чис1 О 24ло 1 1 где е - частота слеДО в а ппя импульсов р поступающих с вы -хода генератора 22 послецовательности импульсов через элемент 2 И 11на вход вычитания "-1" счетчика 12,Если 11 в данном периоде колебаниялменьше И, по истечении интервала 1счетчик не достигает нулевого состояния и на его выходе 0" импульс.не появляется. Как только 11, станетравным Иу, на выходе счетчика 12появляется импульс (Фиг.2 к ), которыйпроходит через элемент 2 ИЛИ-НЕ 14 иустанавливает триггер 15 в нулевоесостояние, тем самым запрещая прохождение импульсов с выхода НО 4 на входвычитания счетчика Я, и в последнемФиксируется код ИР,Считывание информации о значенияхксДа е 1 я и коДов, опРеДелЯемых ДРУгими параметрами датчика, осуществляется по первому 1 п 1 пульсу, появившемуся на выходе счетчика 12 (импульссчитывание информации" ) . При этомкоды 1 С и М; , пропорциональныегсоответственно параметрам С, и С 29Формируются следующим образом, Втечение времени, необходимого дляустановления Ч, = Ч-, устройство 17выборки и хранения, управляемое короткими импульсами с выхода одновибратора 6, осуществляет выборку и хранение мгновенных значений напряженияБ в момент его скачкообразногоизменения в области положительныхзначений. Как показано в выражениях(6) и (7),2 Чс;Соответственно на выходе устройства17 выборки и хранения имеем напря 2 ЧоСи (-О)Оценим относительную погрешностьизмерения параметра С, по напряжениюБ,.(СО), обусловленную конечным значением времени выборки е, приняв= 0,5 мкс и полагая, что в качесгве ОУ 3, НО 4 и в ЦАП 7 используютсябыстродействующие ОУ с частотнойкоррекцией, имеющие высокую скоростьнарастания выходного напряжения Чи малые времена задержкиРассмотрим наиболее неблагоприятный случай соотноше 1 еия параметров,встречаюшийся при измерении электроФизических характеристик влажного зерна ( влажность 357) с помощью емкостного датчика, имеющего параметры;С, = 00 пф, С100 пф, К 1 О ком,Кг - .100 ком. Примем С = 100 пФ,П, =-Б. Значение Чу выберем исходяиз условия (10), откуда ТЪ 2 1 ОсПримем Т = 2 10 с. Значение ЧРдолжно быть таким, чтобы за времяО Т/2, т,е. за 1 Ос напряжение Бз(е)не достигло бы границы динамическогодиапазона работы ОУ 3, т.е. порядка6 В, Исходя из этого Чр6 10 В/с,Подставим указанные значения пара 5 метров в выражение (9)20 С -/11213 СП ( ):-(1-ее) +ЗС1 Е лПосле поцстановки получим Ч с (е= е )щв20 -.= О,О 98 В; Ч = 2 В; ЧС = О,ОО 3 В.Соответственно относительная погрешность оценки С по напряжениюП .,( =-е), обусловленная влияниемдругих параметров датчика, равна8 Р + , ПВЛЕ. Ы11 еСг Ъ И,1= а,049 - О,ОО 15 = О,О 375 = 3,8 Е (18)Полученное значение Ю удовлетво 1ряет требованиям, предъявляемым к30 измерительнь 1 м устрОйствам подобноготипа:Последующие операции получениякодов И и ИР выполняются по сле-.дующему алгоритму. НапряжениеЗ 5 П,г (С=ев ) сРавниваетсЯ в компаРаторе 19 с пилообразным напряжениемП (-=), поступающим с выходаФормирователя 18 пилообразного напряжения . Нагряжение Б в(фиг, 2 Л)40 описывается выражением Б (й)8= Ч.1;, т.е. крутизна изменения чапряжения 11 (1) выбирается равнойЧ, но с противоположным знаком, Приравенстве сравниваемых напряжений45 Б (е:= е ) и Б,в (Г) справедливоуравнение2 := ЧС(Фиг,2 О) Формируется элементом 3. И20, на входы которого поступает напряжение с выходов компаратора 19(Фиг. 2 м) и инвертора 5 (Фиг,2 н )Одновременно на третий вход элемента3 И 20 поступают импульсы частотойХс выхода генератора 22 последовательности импульсов, В результатеза время существования импульса на входе элемента 3 И 20 формируетсяимпульсов, причемп Й= --С27 о о(20)Г о с 1 С 7 у 1Укаэанное число импульсов преобразуется счетчиком 21 в код Нп Код Ы формируется посредством пре-,Сгобразования счетчиком 24 в код Ис числа импульсов и = ЕчастоС 1 О С той следования Го., поступивших с выхода генератора 22 последовательности импульсов через элемент 2 И 23л в течение существования импульса 1,-151-2 формируемого с помощью компаратора 19 и элемента 2 И 23, При этом(2 )2где Т/2 может быть определено путем 2 б приравнивания к нулю уравнения (9) при с = Т/2П С /2(г 2011 С Т(22) 25Поскольку в момент считывания информации выполняется условие (10) выражение (22) может быть переписано в виде 30( 25) т.е.определяется только значелнием параметра С 2.Преобразование параметра Е,2 в код К начинается с суммирования напря 2жений П (г) и П (С) . в сумматоре 25, на выходе которого (фиг,2 г ) 45 напряжение, например, в полупериод колебания, когда Б(й 0, описывается выражениемСа 5027 вС . 20 о С 2 -"Д+ - ф - а - Ч с + 7, с .= -- "(1-е )+,2 По СС (26)Если в этом полупериоде рассмат ривать значения времени, когда й(5-6)22 С 2, т.е. когда экспоненциальная составляющая напряжения 112 (1:) достигает уста 11 О 11 ившс 1.огя значения, выражение ( 26) может быть приведенок виду21,1.-.С . %, С1 г-(5 - 6)Р,СА- - - -+ --- (27),Напряжение 11, - Фиксируется на выходе устройства 27 выборки и хранения управляе;1 ого Оцновибраторсм 26, запскяющж 1 ся 11 ередним Фронтом им - пульсов с выхода элемента 2 И 10 и ФОРмпруюц 1 им коротк 1 п 1 1;мп;льс 1 с.2 Ь Затем из напряженна Г; - в вь чита 1 ющем устройстве 28 вычитывается напряжение П ( =")27 Сг11л ) - +2 25 1 р 62 Ъа 1 ОС 2 аСт(28)С, С СБ свою очередь. напряже 1 п 1 е Б 2 ас масштабньи коэФФициентом а. = 0,632суммируется с напряженнем Г. (1;= )в сумматоре 29 на выходе которого=0632 -- С 1- -- С, . Напряжение 11осравнивается в компараторе 30 с напряжением Б. (с), Описываемым выражением ( 26), а на выходе элемента2 И 31 Формируется импульс (фиг.2 с ),длительность коСрого пр.: выборес =- 0,632 равна постоянной време 1 с 1- Е С,Импульс с выхода элемента 2 И 31тактовы 11 =1 хоц Т АЦПдв 1 хтактного интегрирования и является у 1 гравляю 1 ш 1 м нмпу:1 ьсом первого такта интегрирования, в течение которого интегрируется опорное напряжен 11 е 7 и , пОДключенное к пеРвомУ аналоговому входу Л При этом (Фиг,2 1;)цаз 2 т= тГ".С м а Кл С;11 ор",л, с.г,г где 1 - пост Оя вная времени интегратора, вхоцящегс в АЦП 32, ВО втором такте интегрируется напряжение Ц,. подаваемое на второй аналоговый вход А . АЦП, а на выходе интегратора имеемЕг Сг 1 ой; 2 ча С;П - (с)( 30)В момент равенства нулю напряжежения 1.1-,2;, справедливо уравне- ниеВ 2 Сй Чое 2 Чо С, а7 С Т фН 0 ноткудаЧС К 1 Э,. (32)Соответственно цифровой код Н на выходе АЦП 32 И-- К определяет значение параметра К.В случае, если после считывания информации а значениях кодов Б,ф Ис и Н значение К изменяется, в частности, таким образам, что не выполняется условие (4), в схеме возможен срыв колебаний. Однако пос 4 ле поступления следующего импульса запуска с выхода генератора 33 вновь обеспечивается возникновение релаксацианных колебаний, и процесс преобразования повторяется при новом значении К.20формула изобретенняАналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика, содержащий диэлькаметрический датчик, опорный резистор, операционьий усилитель с емкостнай обратной связью, нуль-орган, инвертор, одно- вибратор и ВЯ-триггер, причем дизльЭО кометрический датчик, усилитель, нуль-орган, одновибратор соединены последовательно., опорный резистор подключен к входу усилителя, выход нуль-органа соединен с второй клеммой диэлькометрического счетчика, а т л и ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены цифроаналоговый преобразователь, четыре счетчика, в том числе два реверсивных, четыре комйаратора, пять элементов 2 И, узел двухпозиционных переключателей, два элемента 2 ИЛИ-НЕ, два устройства выборки и хранения, интегратор с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, элемент 3 И, два генератора последовательности импульсов, два аналоговых сумматора, второй адно- О вибратор, аналоговое вычитающее устройство, аналого-цифровой преобра-" зователь напряжения с двухтактным интегрированием, реэистивный делитель напряжения и пассивная интегрирующая цепь, при этом выход операционного усилителя одновременна соедийей с первым входом первого кампаратара, к второму входу кото-рого подключено опорное напряжение,с аналоговым входом первого устрой-.ства выборки и хранения и с первымвходом первого аналогового сумматора, а выход нуль-органа соединен с аналоговым входом цифроаналогового преобразователя, к цифровым входам которого подключены выходы первого реверсивного счетчика, а к выходу - опорный резистор, с первым входом третьего элемента 2 И и с управляющим входом аналогового ключа, шунтирующего накопительный конденсатор интегратора, при этом выход интегратора соединен с вторым входом первого аналогового сумматора и первым входам второго компаратора, второй вход последнего подключен к выходу первого устройства выборки и хранения и одновременно к первым входам аналогового вычитающего устройства и второго аналогового сумматора, кроме того, .выход первого кампаратора соединен с первым входом первого элемента 2 И, второй вход последнего соединен с выходом инвертора и одновременна с первыми входами элемента 3 И и пятога элемента 2 И, и выход первого элемента 2 И подключен к перному входу второго элемента 2 И и .входу второго одновибратора, причем второй вход второго элемента 2 И соединен с выходом первого генератора последовательности импульсов и одновременно с вторым входом элемента 3 И и первым входом четвертого элемента 2 И, а выход второго элемента 2 И подключен к входу вычитания второго реверсивного счетчика, к входам предварительной установки заданного числа которого подключен узел двухпозицианных переключателей, а вход управления записью-заданного числа в счетчик соединен с выходом первого адновибратора и одновременно с управляющим входом первого устройства выборки и хранения,.при этом выход второго реверсивного счетчика соединен с первым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу четвертого компаратора.и одновременно к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента 2 ИЛИ-НЕ подключен к входу установки в нулевое состояние КЯ-триггера, к входу уста2 А 2801ковки КБ-триггера в единичное состояние подключены вьход второгогенератора последовательности импульсов и одновременно второй. вход второго элемента 2 ИЛИ-НЕ, а выходВ 5-триггера соединен с вторым входомтретьего элеменра 2 И, выход которого поцкпючен к входу вычитания первого реверсивного счетчика, причемпрямой выход второго компараторасоединен стретьим входом элемента3 И, выход которого подключен к входу третьего счетчика, а инверсныйвыход, компаратора соединен с вторым.входом четвертого элемента 2 И, выход последнего подключен к входу четвертого счетчика, при этом выход первого аналогового сумматора ссединенс первым входом третьего компаратораи одновременно с аналоговьм входомвторого устройства выборки и хранения, управляющий вход которого подключен к выходу второго одновибратора, а выход второго у "тройства выборкин хранения соединен с вторым входоманалогового вычптающего устройства, ,5 вьход которого соединен с первыманалоговым входом аналого-Пяровогопреобразователя напряжения с двухтактвым интегрированием и с вторымвходом второго суматора, выход пос- О леднего :одк:юе к второму входутретьего компаратара, выход которогоподключен к второму входу пятогоэлемента 2 И, а выход последнего подключен к тактовому входу аналого-ци 4- 5 рового преобразователя напряжения,ворому аналоговому входу которогоподключен источник опорного напряжения, кроме того, прямой вход четвертога компаратора через реэистив ный делитель апряжеия соединен сшиной питания схемы, а инверсный входсоединен с шичой питания через пассивную интегрирующуюцепь.

Смотреть

Заявка

3839449, 03.01.1985

ПЕНЗЕНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ, ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

МАРТЯШИН АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ, МАШОШИН ПЕТР ВИКТОРОВИЧ, РЯБОВ ВИКТОР ФЕДОРОВИЧ, РАБОТКИН ЮРИЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, МАМБИШ ИЕСАЙ-САМУИЛ ЕФИМОВИЧ, КОРМАКОВ БОРИС СЕРГЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 27/26

Метки: аналого-цифровой, датчика, диэлькометрического, параметров

Опубликовано: 07.07.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/10-1242801-analogo-cifrovojj-preobrazovatel-parametrov-diehlkometricheskogo-datchika.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Аналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика</a>

Похожие патенты