Широтно-импульсный преобразователь приращения сопротивления

СО)ОЗ СОЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (11) 30 ЕНИЯ А ТЕЛЬС А ВТОРСКОМУ1 ил. Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Ворошиловградский машиностроительный институт(56) Авторское свидетельство СССР У 1185252, кл. С 01 К 17/10, 1983.Авторское свидетельство СССР В 894578, кл. С 01 К 17/00, 1979. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использ вано при создании приборов с широтн 151) 4 С 01 К 17/10 Н 03 М импульсным сигналом для измеренияприращения сопротивления и функционально связанных с ним неэлектрических величин, например температуры.Широтно-импульсный преобразователь(ШИП) приращения сопротивления содержит источник 1 постоянного напряжения, четырехплечий мост 2, каждоеиз плеч которого состоит из резисторов 3-5 и измеряемого резистора 6,усилитель 7, конденсатор 11, дроссель 10 и ключ 9, ШИП имеет широкийдиапазон преобразования приращениясопротивления в длительность импульУстройство относится к электроиэмерительной технике и может бытьиспользовано при создании приборовс ШИ 1 для измерения приращения сопротивления и функционально связанныхс ним неэлектрических величин, например температуры,Цель изобретения - расширение диапазона преобразования путем исключения дестабилизирующих факторов источника питания, усилителя и контура.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Источник 1 постоянного напряженияподключен к общей шине и четырехплечему мосту 2, каждое из плеч которогосостоит соответственно из резисторов3, 4 и 5 и измеряемого резистора 6.Одни из выводов резисторов 3 и 5 подключены к источнику 1 постоянного напряжения, Другой вывод резистора 5подключен к выводу измеряемого резистора 6 и инвертирующему входу усилителя 7. Другой вывод измеряемогорезистора 6 соединен с общей шиной.Второй вывод резистора 3 соединен свыводом резистора 4, другой выводкоторого соединен с выходом устройства 8 и через ключ 9 с общей шиной.Выход усилителя 7 подсоединен куправляющему входу ключа 9. Неинвертирующий вход усилителя 7 через дроссель 10 соединен с выводами резисто 1ров 3 и 4, а через конденсатор 11с источником 1 постоянного напряжения.Устройство работает следующим образом.Пока сопротивление измеряемого резистора 6 меньше определенной величины Ко, при которой мост 2 сбалансирован, напряжение на неинвертирующем входе усилителя 7 больше, чем наинвертирующем. Выходное напряжениеусилителя 7 больше нуля, ключ 9 замкнут и напряжение на выходе устройства 8 равно нулю.Когда сопротивление измеряемогорезистора 6 становится больше величины К например, если в качествеизмеряемого резистора 6 использовантермистор и его температура понизилась, напряжение на инвертирующемвходе усилителя 7 становится больше,чем на неинвертирующем. При этом на,пряжение на выходе усилителя 7 становится меньше нуля или равно нулю взависимости от конкретного типа уси лителя 7. И в том, и в другом случае ключ 9 размыкается и отключает резистор 4 и выход устройства 8 от общей шины. На выходе устройства 8 появляется напряжение, практически равное напряжению источника 1. В это время конденсатор 11, ранее заряженный на величину падения напряжения на резисторе 3, начинает разряжаться через дроссель 10 и резистор 3. Напряжение на неинвертирующем входе усилителя 7 возрастает и, когда оно превышает напряжение на инвертирующем входе, на выходе усилителя 7 появляется напряжение, ключ 9 замыкается, Напряжение на выходе устройства 8 становится равным нулю, Но напряжение на неинвертирующем входе усилителя 7 еще некоторое время возрастает за счет колебательного харак тера разряда конденсатора 11 через дроссель 10. Потом конденсатор 11 разряжается, напряжение на неинвертирующем входе усилителя 7 уменьшается и процесс повторяется.Таким образом, в устройстве возникают автоколебания с частотой, определяемой параметрами контура: конденсатор 11 . - дроссель 10 - резистор 3. Для уменьшения декремента затухания автоколебаний сопротивление резистора 3 выбирают не более единиц килоом. Это способствует также приближению величины напряжения на выходе устройства 8 к напряжению источника 1.На выходе устройства 8 при автоколебаниях имеют место импульсы постоянной частоты, длительность которых пропорциональна отношению приращениясопротивления измерительного резистора 6 и его полного сопротивления.Действительно, ширина импульсов на выходе устройства 8 равна длительности пребывания ключа 9 в разомкнутом состоянии, Величина последней такова, что среднее за период автоколебаний напряжение на резисторе 4 равно напря. жению на измеряемом резисторе 6. Так как сопротивление цепи резистора 4 при разомкнутом ключе 9 стремится к бесконечности, то аналогично сопро" тивление измеряемого резистора 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 К = К,/(1 - с), (1) где.К - сопротивление измеряемого резистора 6;(2) По сравнению с прототипом предложенное устройство значительно проще и дешевле на 20-303. Широтно-импульсный преобразователь приращения сопротивления, содержащий источник постоянного напряжения, первый вывод которого соединен с первой вершиной диагонали питания Составитель В. СеменчукРедактор Л. Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор М. Шарощи Заказ 4326/51 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 з 14205К, - сопротивление измеряемогорезистора 6 при балансемоста 2;" относительная длительность5импульсов.Представив К- К = ЬК, где ЬКприращение сопротивления измеряемогорезистора 6, получают иэ (1) Таким образом, предлагаемый преобразователь имеет широкий диапазон преобразования приращения сопротивле ния в длительность импульса, функция преобразования не зависит от стабильности источника питания, коэффициента усиления усилителя и параметров ЬС-контура.20 26формула изобретения четырехплечего моста, плечи отношенияи плечо сравнения которого образованы резисторами, вторые выводы первого плеча отношения и плеча сравнения соединены с первой вершиной диагонали питания четырехплечего моста,а плечо измерения состоит иэ клеммдля подключения объекта измерения,усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первой вершиной измерительной диагонали четырехплечегомоста, конденсатор, одна из клемм дляподключения объекта измерения и второй вывод источника постоянного напря"жения соединены с общей шиной, которая является второй вершиной диагонали питания четырехплечего моста,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона преобразования, в него введены дроссельи ключ, управляющий вход которогоподсоединен к выходу усилителя, входключа соединен с вторым выводом второго плеча отношения и клеммой выхода устройства, а выход ключа - собщей шиной неинвертирующий вход усилителя через дроссель соединен свторой вершиной измерительной диагонали четырехплечего моста и черезконденсатор - с первым выводом источ-.ника постоянного напряжения,