Преобразователь отношения сопротивлений в интервал времени

(19) (11) З(5 И 00127/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1.Авторское свидетельстно СССР9 761936, кл, О 0127/00, 1980.2.Мартяшин А.И., Шахов Э.КШпяндин В.М. Преобразователи электрических параметров для системконтроля и измерения. М., "Энергия",1976, с. 285-292, рис. 5-4, Р б(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯСОПРОТИВЛЕНИЙ. В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ,содержащий источник опорного напряения, первый и второй операционныеусилители, инвертирующие входы которых соединены через интегрирующийконденсатор, при этом выход второго операционного усилителя подключен . к входу задатчика интерналов времени, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, выход первого клича через клеммы для подклю ения преобразуемых сопротивлений подключен к выходу второго ключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения устройства, выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей, входы первого и второго ключей соединены с выходами первого и второго операционных уси- Ж лителей соответственно, выходы пер - ного и второго ключей подключены к инвертируищим входам второго и первого операционных усилителей соответственно, общий нывод перного и второго измеряе.ых резисторов заземпен.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано н цифровых измерительных приборах для измерения сопротинлений. Известно .устройство для преобра Ное соединеНие двух преобразователей развертывающего и.преобразователясопротивления в напряжение, являет;ся то, что нестабильность каждогоиз испытуемых преобразователей приводит к появлению мультипликатинной погрешности.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь отношения сопротив. - лений в интервал времени, содержащий источник опорного напряжения, выход которого черездве параллельные цепи, одна из которых содержит первый ключ, а вторая - последова 35 тельно соединенные второй ключ, первый и второй измеряемые резисторы,причем точка соединения выводоврезисторов подключена к инвертирующему входу операционного усилителя,40 неиннертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход подключенк второму выводу второго измеряемого резистора, подключен через сум Мирующий резистор к входу интегрируемого конденсатора, выход которогоподключен к входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу задатчика интерваловвремени, прямой и инверсный выходыкоторого подключены к управляющимвходам первого и второго ключей соответственно, причем управляющийвход источника опорного напряженияподключен к выходу компаратора 21 50 Недостатками известного преобразователя являются сложность и низкая точность. Сложность обуславливается тем, что для обеспечения ли 60 нейности функции преобразования необходим операционный усилитель, который усложняет схему и вносит дополнительные погрешности. 65 зования параметров 1, , С цепей в период электрических колебаний, содержащее интегратор, выход которого через усилитель подключен к входу преобразователя сопротивле ния в напрякение, выход которого подключен к одному иэ входов сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, причем выход сумматора подключен к одному 15 из входов компаратора, выход которого подключен к управляющему входу интегратора., при этом второй вход компаратора через делитель напряжения соединен с его ныходомЯ 20Недостатком такого устройства, представляющего собой последонательК недостаткам известного устройства следует отнести также наличиекоммутации опорного напряжения ключами. Для обеспечения точности преобразования необходимо осуществлятьвыбор ключей из условия обеспечениямаксимального сопротивления разомкнутого ключа и минимального сопротивления замкнутого ключа. Эти дватребования являются противоречивыми и на практике такой выбор частоосуществить затруднительно,Целью изобретения является повышение тбчности преобразования иупрощение устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь отношения сопротивлений в интервал времени, содержащий источник опорногонайряжения, первый и второй операционные усилители, инвертирующие входыкоторых соединены через интегрирующийконденсатор, а выход второго операционного усилителя подключен к входузадатчика интервалов времени, прямойи инверсный выходы которого соединеныс управляющими входами первого и второго ключей соотнетственно ныход первого ключа через клеммы для подключения преобразуемых сопротивлений подключены к выходу второго ключа, выходисточника опорного напряжения подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей, входы первого и второго ключей соединены с выходами первого и второго операционных усилителей соответственно, выходы первого и,второго ключей подключены к инвертирующим входам второго и первого операционных усилйтелеи соответственно,общий вынод первого и второго измеряемых резисторов заземлен.На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Схема содержит источник 1 опорного напряжения, первый 2 и второй 3операционные усилители, интегрирующий конденсатор 4, задатчик 5 интервалов времени, ключи 6 и 7, измеряемые резисторы 8 и 9. Иннертирующиевходы операционных усилителей 2 и 3соединены. через интегрирующий конденсатор 4. Выход операционного усилителя 3 подключен к входу задатчика 5 интервалов времени, прямой иинверсный выходы которого соединеныс управляющими входами ключей б и 7соответственно. Выход первого ключа 6 через последовательно соединенные резисторы 8 и 9 подключены к выходу второго ключа 7.Выход источника 1 опорного напряжения подключен к неинвертирующимвхоцам операционных усилителей 2и 3, Входы ключей 6 и 7 соединеныс выходами операционных усилителей2 и 3 соответственно. Выходы ключей6 и 7 подключены к инвертирующим1071969 Составитель Н.МихалевРедактор Н.Джуган Техред Л,Микеш Корректор В.Гирляк ш ш т м щ шаШЗаказ 11 б/37 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и отКрытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 входам операционных усилителей 2 и 3 соответственно, Точка соединения измеряемых резисторов 8 и 9 демлена.Преобразователь работает следующим образом.Ключ 7 замыкается под действием ,сигнала задатчика 5 интервалов времени 5 на интервал времени То (ключи б и 7 работают в противофазе). Под действием опорного напряжения О в течение времени происходит заряд интегрирующего конденсатора 4. Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 2 линейно нарастает. При замкнутом ключе 7 операционный усилитель 3, интегрирукщий конденсатор 4 и резистор 8 образуют интегратор. По окончанииинтервала времени Г, замыкается ключ б, а ключ 7 размыкается. Под дствием опорного напряжения Оо йапряжение 0 на инвертирующем входе операционного усилителя 3 линейно нарастает. При замкнутом ключе б операционный усилитель 2, интегрирующий конденсатор 4 и резистор 9 образуют интегратор, а операционный усилитель 3 работает в качестве компаратора,.В момент равенства напряжения Ор напряжению Оо выходное напряжение операционного усилителя 3 запускает задатчик 5 интервалов времени, который начинает формирование интервала времени Т. Цикл работы повторяется. Работа схем опйсывается уравнением"гце Й - сопротивление резкетора 8,й - сопротивление резне"тора 9,время разряда интегрирующего конденсатора 4,Решив (1 относительно /юможно определить функцию преобразования преобраз ователя/фГьа/а Функция преобразования предлагаемого преобразователя (2 тождественна функции преобразования известного,однако ее линейность обеспечиваетсябеэ применения дополнительного опера ционного усилителя. Проведем анализвлияния неидеальности ключей 6 и 7на точность преобразования. При замкнутом ключе 7 наличие сопротивленияР 0 между выходом операционного3 АМу1 О усилителя 3 и выходом ключа 7 приводит к наличию некоторого напряженияцз на выходе операционного усилителя 3, что эквивалентно воздействию напряжения лаз на входе опера ционного усилителя 3Оама: йО,= -кзгде К - коэффициент усиления опе-.2 О рационного усилителя 3.Аналогично для замкнутого ключаб эквивалентное напряжение на входеоперационного усилителя 2 Ьгде К- коэффициент усиления операционного усилителя 2.Напряжения ь О и ьОр пренебрежимо малы (коэффициенты усиления операционных усилителей весьма велики(20000 - 50000: по сравнению с полезными входьычи напряжениями ОУ.Сопроивление разомкнутых ключейоказывает влияние на функцию преобразования.Таким образом, предъявляются тре"бования лишь к сопротивлению замк- .нутых ключей. Выполнить это требованиезначительно легче, чем требо ванне обеспечения минимального сопротивления замкнутых и максимального сопротивления разомкнутых ключей,которое предъявляется к ним в иэвесхном 234 Дополнительное преимущество предлагаемого преобразователя - наличиесвязи общей точки измеряемых резисто. ров с нулевой шиной.