Функциональный преобразователь

(51)5 0 06 6 7/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕН ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР В 894856, кл. Н 03 К 13/02, 1979.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 679997, кл. 6 06 6 7/26, 1979,(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к функциональным преобразователям, и может быть использоИзобретение относится к измерительной технике, в частности к функциональным преобразователям, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем и систем автоматического контроля.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей функционального преобразователя эа счет обеспечения возможности преобразования относительной разности емкостей двух конденсаторов в напряжение постоя н ного тока.На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Функциональный преобразователь содержит включенные последовательно источник 1 опорного напряжения, ключи 2 и 3, интегратор 4 и блок 5 выборки-хранения, выход которого подключен к выходу функциЫ 1624488 А 1 вано при построении информационно-измерительных систем и систем автоматического контроля. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей преобразователя эа счет преобразования относительной разности емкостей двух конденсаторов в напряжение постоянного тока. Функциональный преобразователь содержит включенные последовательно источник 1 опорного напряжения, ключи 2, 3, 8 и 9, интегратор 4, блок 5 выборки-хранения, запоминающие онденсаторы 6, 7, блок 10 управления, ключи 11, 12, 13, Преобразователь может быть использован, например, для разбраковки конденсаторов по относительному отклонению емкостей, 2 ил. онального преобразователя, запоминающий конденсатор 6, включенный между общим выводом ключей 2 и 3 и нулевой шиной нулевого потенциала, запоминающий конденсатор 7, кг,юч 8, включенный между первой обкладкой конденсатора 7 и входом интегратора 4, ключ Э, соединенный с выходом преобразователя, и блок 10 управления, соединенный с управляющими входами ключей 2, 3, 8 и 9, ключ 11, включенный между первой обкладкой конденсатора 7 и шиной нулевого потенциала, ключ 12, подключенный к второй обкладке конденсатора 7 и к шине нулевого потенциала, и ключ 13, включенный между второй обкладкой конденсатора 7 и выходом источника 1 опорного напряжения, причем ключ 9 тоже подключен к второй обкладке конденсатора 7, а управляющие входы ключей 11, 12 и 13 подключены к блоку 10 управления. Приме 1624488ром построения блока 10 управления может служить последовательное включение генератора 14 тактовых импульсов, счетчика 15 импульсов и дешифратора 16,Преобразователь работает циклично. В каждом цикле блок управления (фиг,2) формирует пять управляющих сигналов Ф 1,фб. Во время действия сигналов Ф 1,Ф 4 замыкаются соответсвенно ключи 2 и 13 (по Фз), 3, 8 и 12 (по Фг), 9 (по Фз) и 11 (по Ф 4), а во время действия короткого импульса Фв осуществляется выборка и запоминание выходного напряжения интегратора 4 блоком 5 выборки-хранения. Таким образом, в каждом цикле конденсатор 6 заряжается до напряжения Ео источника 1 опорного напряжения, а затем разряжается на вход интегратора 4, конденсатор 7 один раз заряжается тоже до напряжения Ео от источника 1 опорного напряжения, а второй раз - до напряжения, действующего на выходе преобразователя, разряжаясь оба раза на вход интегратора 4,Предположим, что перед началом первого из рассматриваемых циклов выходное напряжение преобразователя было равно Он, После окончания первого цикла оно станет равнымЕоСб ЕоС 1 ОнС 7 01 -ЕоЛС= - о -- ОО,где Сп, Св и С 7 - емкости конденсатора интегратора 4 конденсаторов 6 и 1, соответственно ЛС = Сб - С 7; 0 =1 -- , Ст Сп После окончания 2-го циклаЕоСб ЕоС 7 + О О 1 С 7 М - Сп Сп Сп+О О ЕоЬС Ь 1 - 1и1=Последнее выражение состоит из двух слагаемых, первое иэ которых является геометрической прогрессией со знаменателем програссии, равным О, сходящейся при выполнении условия /О/1, и убывающего по абсолютной величине (когда и -ф оо) при выполнении этого же условия члена Он 0". Воспользовавшись известной формулой для определения суммы бесконечного числа членов геометрической прогрессии, можно определить выходное напряжение преобразователя в установившемся режиме в следующем видеЕоЬС 1 ЛСц" ; -о ес 7Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий включенные последовательно источник опорного напряжения, первый и второй ключи, интегратор и блок выборки- хранения, выход которого является выходом функционального преобразователя, первый запоминающий конденсатор, включенный между общим выводом первого и второго ключей и шиной нулевого потенциала, второй запоминающий конденсатор, третий ключ, включенный между первой обкладкой второго конденсатора и входом интегратора, четвертый ключ, первый информационный вывод которого соединен с выходом преобразователя, и блок управления, соединенный с управляющими входами первого, второо, третьего, четвертого ключей и блоком выборки-хранения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности преобразования относительной разности электрических емкостей двух конденсаторов в напряжение, в него дополнительно введены пятый, шестой и седьмой ключи, причем вторая обкладка второго запоминающего конденсатора соединена с вторым выводом четвертого ключа и через шестой и седьмой ключи соединена соответственно с шиной нулевого потенциала и с источником опорного напряжения, первая обкладка второго запоминающего конденсатора соединена через пятый ключ 30 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 Это выражение является уравнением преобразования преобразователя, т.е. выходное напряжение преобразователя пропорционально относительной разности емкостей конденсаторов 6 и 7 (разности емкостей конденсаторов 6 и 7, отнесенной к емкости конденсатора 7). При этом скорость переходного процесса установления выходного напряжения преобразователя (скорость сходимости геометрической прогрессии) зависит от значения знаменателя прогрессии О, Так, если значения Ст и Сп таковы, что /О/0,1, переходной процесс заканчивается практически за несколько циклов.Функциональный преобразователь может быть использован. например, для разброковки конденсагоров по относительному отклонению емкостей. Применив такой преобразователь в составе автоматизированной системы, в которой есть цифровой вольтметр, из нее можно исключить цифровой измеритель емкости, который является по сравнению с предложенным преобразователем более дорогостоящим прибором.1624488 оставитель Н.Снимщехред М,Моргентал орректор А.Долинич р М,Келемеш Заказ 192 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 О с шиной нулевого потенциала, управляющие входы второго и первого ключей соединены с управляющими входами соответственно седьмого и третьего, пятогоключей, а управляющий вход пятого ключасоединен с блоком управления.