Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков

СООЗ СОВЕТСКИХсбйЬЗФЯНЕШИХРЕСПУБЛИК сдед сд 01 Н 27/00 0 ЕТЕ ИЕ И АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВ я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО.ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР ф 657371 ю кл. 6019 27/26 ю 02,0876, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2975910/18-21,.кл. б 013 27/26, 10, 0281.(54)(57) устРОйство для измеРения сОСТАВляйцих кОмплекснОГО сОИРОтиВ ЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ, содержащее амплитудный и частотный детекторы, выходы каждого из которых соединены с последовательно включенными сумматорами и усилителями, выходы усипителей подключены к управлякщим входам первого и второго блоков перемножения, выходы которых соответственно через резистор и конденсатор соединены с входом управляемого источника тока, выход последнего соединен с емкостным датчиком, о т л и ч а ю ш е е с тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения, оно снабжено интегратором и управляемым источником напряжеиия. вход которого соединен с выходом управляемого источника тока, а выход - с входами блоков перемножения, входами амплитудного и частотного детекторов и интегратора, при этом выход интегратора через резистор подключен к входу управляе- Щ мого источника тока..для измерения составляющих комплексного сопротивления емкостных датчи"ков и может быть использовано припостроении подсистем сбора информации с емкостных датчиков.Известен преобразователь параметров емкостного датчика, который содержит управляемый генератор, соединенный с резонансным контуром, в который включен емкостный датчик, а рвэонансный контур связан с входомамплитудного детектора, сумматор,интегратор и два фазовых детектора 1,11.Недостатком известного устройства 15является наличие катушки индуктивности в составе колебательного контура, что усложняет технологию изготовления,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерения составляющих комплексного сопротивлениядатчиков, содержащее амплитудный ичастотный детекторы, входы которыхподключены к колебательному контуруС-автогенератора, два блока перемно.жения, при этом выход первого блокачерез резистор, а выход второго блокачерез емкость соединены с входом усилительного элемента, выполненного ввиде управляемого источника тока, выход которого соединен с входами ампли.тудного и частотного детекторов и свходами блоков перемножения, другиевходы первого и второго блоков перемножения соединены соответственно, спервым и вторым выходами устройства,выходы амплитудного и частотного де-,текторов последовательно связаны ссумматорами и усилителями, причем выходы последних являются выходами устОройства 12.Недостаток такого устройства состоит в сложности технологического из-,готовления устройства, в частностив виде одной интегральной микросхемы, и узкий частотный диапазон из,мерения.Цель изобретения - расширение частотного диапазона измерения.Поставленная цель достигается тем,50что устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее амплитудный и частотный детекторы, выходы каждого иэкоторых соединены с последовательно 5 Мвключенными сумматорами и усилителями,выходы усилителей подключены к управляющим входам первого и второгоблоков перемножения, выходы которыхсоответственно через резистор и конденсатор соединены с входом управляемого источника тока, выход последнего соединен с емкостным датчиком,снабжено интегратором и управляемымисточником напряжения, вход которо го соединен с выходом управляемого источника тока, а выход - с входами блоков перемножения, входами амплитудного и частотного детекторов и интегратора, при этом выход интегратора через резистор подключен к входу управляемого источника тока.На чертеже показана структурная электрическая схема устройства,. Устройство содержит амплитудный 1 и частотный 2 детекторы, подключенные к выходу управляемого источника 3 напряжения, усилительный элементавтогенератора 4 выполнен в видууправляемого источника 5 тока, сумматор 6, соединенный с входом усилителя7, выход которого подключен к перво" му входу блока 8 перемножения, сумматор 9, соединенный с входом усилителя 10, блок 11 умножения, резистор 12, конденсатор 13, резистор 14, интегратор 15, емкостный датчик 16,Управляемый источник тока охвачентремя цепями обратной связи. Цепь первой обратной связи включает в себярезистор 12, блок 8 умножения и обес 1печивает поддержание незатухающих колебаний автогенератора 4. Глубина обратной связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя амплитудный детектор 1, сумма" тор 6,. усилитель 7 ошики.Цепь второй обратной связи включает в себя конденсатор 13, блок 11умножения. Глубина обратной связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя частотный детекто 1 2, сумматор 9, усилитель10 ошйбки. При изменении активного сопротивления датчика 16 на выходе усилителя 7 (т.е. на первом выходе устройства) появляется сигнал рассогласования, который передается на первый вход блока 8 умножения, кото. рый осуществляет перемножения двух сигналов; сигнала рассогласования исигнала с выхода управляемого источника 5 тока. При изменении реактивного сопротивления датчика 16 на выходе усилителя 10 ошибки т.е. на втором выходе устройства) появляется сигнал рассогласования. Сигнал по" дается на.первый вход блока 11 умножения, который осуществляет перемножение двух сигналов: сигнала рассо" гласования и сигнала с выхода управляемого источника 5 тока.Цепь третьей обратной связи включает в себя резистор 14, интегратор 15, управляемый источник 3 напряжения образует совместно с емкостью датчика 16 колебательную систему.Так, составляющая тока на выходе управляемого источника 5 тока Э 6), вызванная действием цепи, состоящей из последовательно соединенных управляемого источника 3 напряжения,1026079 Составитель Л. СотниковаТехред М, Тепер, Корректор А. Тяско Редактор Н, Безродная Заказ 4552/37 Тираж 710ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, )(-35, Рауиская наб д, 4/5 Подписное Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 интегратора 15, резистора 14, имеетВИДКбб батр ббтб б)14 Об и 0)Мгде К- -коэфФициенты преобразоваф.ния управляемых источни. Оков тока и напряжения)2,4= -, - ток на выходе интегратораЙ- сопротивление резистора14,30Т - постоянная времени интегратора 15Р - оператор диФФеренцирования06 - напряжение на выходе управляемого источника тока,04 - 0 напряжение,на выходе интегратора 15,0 КьЦ " напряжение на выходе упЪравляемого источника напря.жения. 20Если сравнить ток 3(через катушкуимеющую индуктйвность а ) с током Э.1Ь- р 0(а) где Оь - напряжение на катушке, то можно записать выражение (3)14( ),кр,которое позволяет заключить, что цепь, состоящая из последовательно соединенных управляемого источника .3 напряжения, интегратора 15 и резистора 14, заменяет собой катушку с индуктивностьюр т.е. совместно с емкостью датчика 16 образует колебательную систему автогенератора 4,Таким образом, в устройстве при небольших дополнительных аппаратурных затратах ( на источник напряжения, управляемый напряжением и интегратор 7 становится возможным ,расширение частотного диапазона измерений и упрощение (за счет исключения катушки индуктивности) тех нологии изготовления. В результате становится возможным выполнение всего устройства в виде. интегральной микросхемы.