Преобразователь малых изменений активной проводимости емкостного первичного преобразователя

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ьные омер НЕ- ТНО ехнике повыше ний ак ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ ИЗМЕНИЙ АКТИВНОЙ ПРОВОДИМОСТИ ЕМКОПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к тизмерений. Цель изобретения -ние точности измерения измене 2 тивной проводимости и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения, коммутатор 2, емкостной первичный преобразователь 3, эталонную цепь 4, амплитудный детектор 5, частотный детектор б, делитель 7 напряжения, масштабный усилитель 8, суммирующий усилитель 9, усилитель 10 сигнала разбаланса, ключ 11 и запоминающий элемент 12, выполненный на полевом транзисторе с изолированным затвором. Введение частотного детектора, делителя напряжения, . масштабного усилителя позволяет повысить точность измерения изменений Ф активной проводимости и одновременноЗ контролировать изменение реактивной составляющей проводимости. 1 ил.Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано., в частности для преобразования в электрический сигнал изменений активной проводимости емкостных датчиков.Целью изобретения является повышение точности преобразования изменений активной проводимости и расширение функциональных возможностей за счет преобразования малых изме-некий емкости.На чертеже представлена блок-схема преобразователя малых изменений активной проводимости емкостного первичного преобразователя.Преобразователь содержит генератор 1 переменного напряжения, к контуру которого через коммутатор 2 подключен емкостной первичный преобразователь 3 и эталонный элемент 4, выполненный в виде параллельносоединенных конденсатора и реаистора, амплитудный детектор 5 и частотный 5детектор 6, подключенные к выходу 1 генератора 1 переменного напряжения,1 ; делитель 7 напряжения вход числителя которого подключен к выходу частотного детектора 6, а вход знамена телй - к выходу амплитудного детектора 5, масштабный усилитель 8, соединенный с выходом делителя 7 напряже-. ния, суммирующий усилитель 9, первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 5, второй вход35 соединен с выходом масштабного усилителя 8, выход суммирующего усилителя 9 соединен с входом усилителя 1 О сигнала разбаланса, ключ 11, через который выход усилителя 10 разбаланса соединен а запоминающим элементом 12, а выход запоминающего элемента 12 соединен с третьим входом суммирующего усилителя 9, выходом преобразователя изменений активной проводимости является выход суммирующего усилителя 9, а выходом преобразователя изменений реактивной проводимости является выход масштабного усилителя 8.Преобразователь работает следую-. щим образом.В цикле подстройки нуля к контуру генератора 1 через коммутатор 255 подключают эталонный элемент 4, а с помощью ключа 11 замыкают блок анто- подстройки нуля, состоящий иэ усилителя 10 сигнала разбаланса и запоминающего элемента 12, При этом на третий суммирующий вход усилителя 9 с запоминающего элемента 12, выполненного, например, в виде полевого транзистора с изолированным затвором и конденсатора, подключенного к затвору, подается напряжение, приводящее выходной сигнал суммирующего усилителя 9 к нулю. При размыкании ключа 11 напряжение на затворе полевого транзистора сохраняется постоянным до следующего цикла подстройки нуля. В этоже время к контуру генератора 1 подключается входная цепь с первичного емкостного преобразователя 3. На выходе амплитудного детектора 5 Формируется напряжение, в общем случае зависящее от частоты генератора и от активной проводимости (ц) первичного преобра" зователягде По - начальная амплитуда напряжения генератора;Го - начальная частота сигналагенератора;яо - начальная активная проводимость йервичного преобразователя;Ь Г - приращемие частоты,Ьд - приращение проводимости.На выходе частотного детектора 6формируется напряжение, пропорциональное как расстойке по частоте, так ипо амплитуде генератораЦ - - К(1 о - д 1) 1.1(Гд).Выделение чистой зависимости изменения реактивной составляющей от частоты осуществляется с помощью делителя 7 напряжения, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный отношению напряжения частотного детектора Б 4 д к напряжению амплитудного детектора д( о)фБюо фМасштабный усилитель 8 доводит этот сигнал до уровня В(Го - дГ) и в результате на выходе масштабного усилителя 8 сформируется сигнал, пропорциональный изменению частоты генератора, т.е. изменению емкости153 Формула и з о б р е т е н и я Преобразователь малых изм .некийактивной проводимости емкостного Составитель В.АндреевРедактор О. Спесивых Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец Заказ 8095/51 Тираж 714 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 чувствительного элемента, а на выходе суммирующего усилителя сигнал, зависящий только от изменения активной проводимости, если коэффициент усиления масштабного усилителя 8 (К) подобран таким образом чтобы соблюдалось соотношение К, К = В, а фаза его выходного напряжейия подобрана так, чтобы в суммирующем усилителе происходило вычитание из сигнала амплитудного детектора числа В 1 о- ).Таким образом, выходной сигнал суммирующего усилителя 9 не зависит от изменения частоты генератора, а следовательно, и от изменения емкости первичного преобразователя за счет компенсации зависимости напряжения амплитудного детектора от частоты генератора сигналом частотного детектора, прошедшим соответствующую обработку.Наличие на выходе сигнала, пропорционального изменению частоты сигнала генератора, позволяет контролировать изменение реактивной составляющей емкостного первичного преобразователя. 2884 6первичного преобразователя, содержащий зажимы для подключения первичного емкостного преобразователя,один из которых и один из выводовэталонного элемента соединены с общей шиной, а другой зажим и выводэталонного элемента соединены черезкоммутатор с контуром генератора переменного напряжения, выход которогочерез амплитудный детектор соединен спервым входом суммирующего усилителя,выход суммирующего усилителя соединенс первым выходньщ зажимом и с входомблока автоподстройки нуля, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя, о т л и ч а ю -,щ и й с я тем, что, с целью повыше.ния точности преобразования изменений20 активной проводимости и расширенияфункциональных возможностей за счетпреобразования малых изменений емкости, в него введены частотный детектор, делитель напряжения и масштаб 25 ный усилитель, которые соединеныпоследовательно, выход генераторапеременного напряжения соединен свходом частотного детектора, выходамплитудного детектора соединен свторым входом делителя напряжения, авыход масштабного усилителя - одновременно с вторым выходным зажимоми с третьим входом суммирующего усилителя,