Электрометрический преобразователь заряда

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (Ю 26 01 К 19/О(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОР.СН СВИДЕТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР В 1357856, кл. С 01 К 19/00, 1986.Авторское свидетельство СССР У 1506368, кл. С 01 К 19/00, 1986. (54) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗАРЯДА(57) Изобретение относится к технике преобразования зарядов в напряжение и может быть использовано для преоб.разования сигналов с пьезоэлектрических датчиков давления при контролеимпульсных и квазистатических давле.ний, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит злектрбметрическийусилитель 1, интегрирующий конденсатор 2, диодный ключ 3, резистор 6 иделитель напряжения на резисторах 7и 8Введение программируемого усителя 9 напряжения, компаратора 1 О,источника 11 опорного напряжения иэлемента ЗАПРЕТ 12 обеспечивает постоянную готовность устройства к преобразованию. В режиме ожидания сигналана входе 13 и на выходе 14 полдерживается нулевое напряжение за счетдействия отрицательной обратной связи,образованной усилителем 9, делителемнапряжения на резисторах 7 и 8 и диодным ключом 3. При поступлении входно- аго сигнала устройство начинает преоб" Еразование и вырабатывает сигнал "Синхронизация" на выходе 15. 2 ил,С:Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для преобразования выходных сигналов пьезоэлектрических датчиков при контроле импульсных и квазистатических давлений,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет обеспечения постоянной готовности к преоб О,разованию,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема преобразователя; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие егоработу. 15Электромет 1 ический преобразовательзаряда содержит электрометрическийусилитель (ЭМУ) 1, интегрирующийконденсатор 2, диодньп ключ 3, выполненный на параллельно и встречно соединенных, диодах 4 и 5, резистор 6,делитель напряжения на резисторах 7и 8, программируемый усилитель 9 напряжения, компаратор 10, источник 11опорного напряжения, элемент ЗАПРЕТ 12. К входу 13 устройства присоединены первая обкладка конденсатора 2и первый вывод резистора 6. К инвертирующему входу усилителя 1 подключены первый вывод ключа 3 и второй вывод резистора 6, Второй вывод ключа3 соединен с первыми выводами резисторов 7 и 8. К выходу ЭМУ 1 подключены выход 14 устройства, вторая обкладка конденсатора 2, инверсный входкомпаратора 10 и неинвертирующий вход35усилителя 9. Прямой вход компаратора10 соединен с.выходом источника 11,а выход - с прямым входом элементаЗАПРЕТ 12 и выходом 15 "Синхронизация" устройства. Инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 12 соединен с входом 16"Сброс" устройства, а выход - с входом управления усилителя 9. Неинвертирующий вход ЭМУ 1, инвертирующийвход усилителя 9 и второй вывод ре"зистора 8 соединены с общей шйнойустройства, Второй вывод резистора 7соединен с выходом усилителя 9.Преобразователь работает следующимобразом.После подачи питающих напряженийвыходное напряжение ЭМУ 1 (фиг. 2 б)отличается от нулевого уровня из-за"наброса" заряда в интегрирующий отнулевого уровня из-за "наброса" заряда в интегрирующий конденсатор 2 вовремя переходных процессов в схемеустройства. После поступления сигнала на вход 16 "Сброс" (фиг. 2 е, интервал времени С,-) выходное напряжение преобразователя устанавливаетсяблизким к нулевому уровню, так как выходной сигнал низкого уровня элемента ЗАПРЕТ 12 активизирует программируемый усилИтель 9, при этом замыкается цепь отрицательной обратной связи (ООС). В начальный момент времени с после замыкания цепи ООС выходной сигнал усилителя 9 превышает напряжение отпирания одного из диодов4,5 ключа 3. Благодаря относительнонебольшой величине дифференциальногосопротивления ключа 3 в области сигналов, открывающих ключ (на вход ЭИУ1 поступает ток, ограниченный дифференциальным сопротивлением ключа 3 ивыходным сопротивлением источника напряжения, образованного программируемым усилителем 9 и делителем напряжения на резисторах 7,8), происходитбыстрый разряд конденсатора 2, Послеснятия сигнала с входа 16 "Сброс"и отсутствия входного сигнала выходной сигнал компаратора 10 (фиг.2 г)имеет низкий уровень, который поступает на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 12. Выходной сигнал элемента ЗАПРЕТ 12 также имеет низкий уровень(фиг. 2 д), благодаря чему программируемый усилитель 9 остается в активном режиме и цепь ООС остается замкнутой (фиг. 2 в); при этом на вход .ЭМУ 1с диодного ключа 3 поступает ток, близблизкий по величине и обратный по знаку входному току ЭМУ 1. При поступлении входного сигналав момент времени(фиг. 2 а) выходное напряжениеЭМУ 1 нарастает (фиг. 2 б) и при достижении им порога срабатывания компаратора 10 последний срабатывает, еговыходное напряжение скачкообразно увеличивается (фиг. 2 г), цепь ООС приэтом размыкается. Преобразователь заряда функционирует в режиме измерения.При уменьшении выходного напряженияниже порога срабатывания компаратора10 последний переключается в состояние с низким выходным уровнем, приэтом замыкается цепь ООС и выходноенапряжение электрометрическогопреобразователя заряда устанавливается близким к нулевому уровню, определяемому в основном напряжением смещения нуля усилителя 9. Электрометрический преобразователь функционируетв режиме ожидания входного сигнала.1 О О а е Составитель С.Рыб Техред Л.Сердюков Редактор С.Пекарь рректор М.Кучеря Заказ 200 ВНИИ 11 Й Го Тираж 558 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 51580264 6 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ник опорного напряжения и элемент ЗАПРЕТ., причем неинвертирующий входЭлектрометрический преобразователь программируемого усилителя напряжезаряда, содержащий электрометрический ния соединен с выходом электрометриусилитель, инвертирующий вход которо- ческого усилителя, инвертирующий вход -5го через первый резистор подключен с общей шиной, вход управления - с к входу устройства, а через диодный выходом элемента ЗАПРЕТ, а выход - с ключ - к выходу делителя напряжения, входом делителя напряжения, инвертинеинвертирующий вход подключен к об О рующий вход компаратора подключен к щей шине, а выход - к выходу устройст- выходу электрометрического усилителя, ва и через интегрирующий конденса- неинвертирующий вход - к источнику тор - к входу устройства, о т л и- опорного напряжения, а выход - к пряч а ю щ и й с я тем, что, с целью мому входу элемента ЗАПРЕТ, и выходу11 11 повышения быстродействия устройства, 15 Синхронизация устройства, инверсный в него введены программируемый уси- вход элемента .ЗАПРЕТ соединен с вхо 11 11ч литель напряжения, компаратор, источ- дом Сброс .устроиства.