Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 8 11272 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ реей еуменОСУДАРСТЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54) ИЗЙЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТСИГНАЛОВ ЕИКОСТНЫХ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к измниям параметров электрических цс сосредоточенными параметрами,в частности к измерению емкостиЦелью изобретения является повышние точности измерения за счет щения влияния температурного дрейфана величину коэффициента преобразования. Устройство содержит датчикусилитель 2, демодулятор 3, инвертирующий усилитель 4, генератор 5,Для достижения поставленной целив него дополнительно введены модулятор 6, демодулятор 8, инвертирующийусилитель 9, формирователь 10. Схема устройства выполнена на двух идентичных каналах. Импульсы управлениякоммутаторов демодулятора 8 с цельюустранения влияния переходных процессов на результаты измерений,сдвинуты относительно фронтов импульсов управления коммутаторов модулятора 6. Работа устройства поясняется по временным диаграммам в описании изобретения. 2 ил.Изобретение относится к измерению параметров электрическихцепей с сосредоточенными параметрами,в частности к измерению емкости,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшениявлияния температурного дрейфа на величину коэффициента преобразования.На фиг. 1 изображена схема измерительного преобразователя; на фиг.2 -осциллограммы формирования импульсовуправления,Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков содержитпоследовательно соединенные датчик 1,усилитель 2, демодулятор 3, инвертирующий усилитель 4, а также генератор 5 и последовательно соединенные модулятор 6, усилитель 7, демоду"лятор 8, инвертирующий усилитель 9,и формирователь 10.Датчик 1 состоит из 2-х конденсаторов, один из которых - измеряемый,а другой - опорный. В схеме устройства имеются дваидентичных канала; один, входящийв состав генератора импульсного сиг"нала и включающий в себя усилитель 2, демодулятор 3 и инвертирующий усилитель 4, второй - измерительный канал, включающий в себя усилитель 7, демодулятор 8 и инвертирующий усилитель 9. Генератор импульсного сигнала содержит также генератор 5 импульсов, модулятор 6 и формирователь 10.Емкостный датчик 1 через усилители 2 и 7 подключен к входам демодуляторов 3 и 8, выходы которыхподключены к входам инвертирующихусилителей 4 и 9. Генератор 5 черезФормирователь 10 соединен с входамидемодуляторов, второй выход формирователя 10 подключен к модулятору 6,один из выходов которого соединенс инвертирующим усилителем 4, а вы"ход подключен к датчику 1,Измерительный преобразовательсигналов емкостных датчиков работаетследующим образом.Генератор 5 вырабатывает импульсы прямоугольной формы (фиг. 2),которые поступают на вход делителячастоты, выполненного на двух триггерах формирователя 10. Выходныеимпульсы 1-го триггера (фиг. 20)и второго триггера (фиг. 2 , т )подаются на входы элементов совпаде 15058 1.коэффициент передачи компенсационно 40 45 50 55 5 1 О 15 ния формирователя 10. Симметричныепротивофазные импульсы второго триггера (фиг. 2 Ь,) поступают также навходы управления коммутаторов модулятора 6. С объединенных выходовкоммутаторов отрицательные прямоугольные импульсы с амплитудой БЬыл(Фиг, 2 д) поступают на общий выводконденсаторов датчика 1. Сигнал датчика 1 с выхода измеряемого конденсатора поступает на инвертирующийвход усилителя 7 измерительногоканала. Выходной сигнал данного усилителя представляет собой импульсынапряжения, которые затем подаютсяна вход демодулятора 8. На входыуправления этих коммутаторов подаются импульсы с выходов элементовсовпадения Формирователя 10 Импульсы управления коммутаторов демодулятора 8 с целью устранения влияния переходных процессов на результаты измерения сдвинуты относительно фронтов импульсов управления коммутаторов модулятора б.Отрицательное выходное напряжение демодулятора 8 сглаживается и поступает на вход инвертирующего усилителя 9. Выходное напряжение измерительного канала, пропорциональное измеряемой емкости датчика 1, снимается с выхода этого усилителя.Поступающие на вход измерительного канала с выхода модулятора 6 двухполярные импульсы имеют амплитуду,Бэт К Кь, равную 0 -- - где К ; К- ы 4 1+КО ф В 5 го канала, равный произведению коэффициентов передачи усилителя 2, который примерно равен отношению 1-1, демодулятора 3 и инвертирующего сфусилителя 4, Выходное напряжение измерительного канала определяется по формуле1+К ъК +В ь где К - коэффициент передачи измерительного канала, равный произведению коэффициентов передачи усилителя 7, демодулятора 8 и инвертирующегоусилителя 9.При изменении коэффициентов передачи К и К., которые, в основном, вызываются температурной зависимостью параметров усилителей 2 и 7, а такжеформула изобретения Составитель В.СтукаяРедактор Е.Копча Техред О.Неце Корректор М.Иаксимишинец Заказ 904/54 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г;Ужгород, ул.Проектная, 4 3 12 изменением емкостей датчика 1, в схе- ме происходит компенсация погрешностей, если 1 +К)1 и если усилители 2 и 7 и конденсаторы датчика 1 имеют близкие параметры.Условие 1 + К) обеспечивается выбором необходимого коэффициента передачи инвертирующего усилителя 4, условие 8 КИКъ - применением в качестве усилителей 2 и 7 монокристального двухканального операционного усилителя. Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков, содержащий генератор импульсного сигнала, выход которого через клеммы для подключения. измеряемого конденсатора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен 15058 4с общей шиной, выход первого операцичонного усилителя соединен с входомдемодулятора, выход которого соединен с входом инвертирующего усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности изме-,рения, генератор импульсного сигнала содержит форчирователь и модулятор, выход которого соединен с. из О меряемым и опорным конденсаторами,а входы - с выходами формирователя,второй вывод опорного конденсаторасоединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, идентичного первому, выход которого соединен с входом дополнительногодемодулятора (детектора), выходкоторого через дополнительныйинвертирующий усилитель соединенс входом модулятора, при этом управляющие входы демодуляторов соединены с выходами формирователя, входкоторого соединен с выходом генератора импульсов.