Преобразователь перемещения в частоту

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А В 7/О 1)5 ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ии институтв и Б.Л,Свитехнич Перше 7(088.8)ельство СССР7/16, 1975.ельство СССРВ 7/00, 1982,ЕЛЬ ПЕРЕМЕЩ ЕНИ ительно для переосится к изме ыть использов ений и контра(л Сд С Ьг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ(57) Изобретение отной технике и можетавтоматизации изме мещений объектов, связанных с подвижным электродом потенциометрического датчика, С целью повышения точности за счет снижения влияния температурной погрешности в преобразователь, содержащий интегратор 1, потенциометрический датчик 2, дифференциальный усилитель 3 и компаратор 4, введен делитель 5; а датчик 2 включен в цепь обратной связи интегратора 1 так, что датчик 2 и интегрирующий конденсатор образуют последовательную цепь, Период следования импульсов на выходе преобразователя зависит только от разбаланса датчика 2, поэтому исключено влияние полного сопротивления датчика 2 и его температурных изменений. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляавтоматизации измерений и контроля перемещений объектов, связанных с подвижным электродом потенциометрическогодатчика.Известно устройство для контроля неэлектрических величин, содержащее усилитель, трансформатор, ВС-цепь ирезистивный мост.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в частоту, содержащий потенциометрическийдатчик, интегратор, компаратор и дифференциальный усилитель,К недостаткам известного преобразователя относится невысокая точность.Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения влияния температурного воздействия на результатпреобразования,На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Преобразователь перемещения в часто. ту содержит интегратор 1, потенциометрический датчик 2, дифференциальныйусилитель 3, компаратор 4 и делитель 5 напряжения, Выход компаратора 4 подключенк входу интегратора 1, в цепь обратной связи которого между его выходом и обкладкойинтегрирующего конденсатора включендатчик 2. Выход интегратора 1 подключен кнеинвертирующему входу дифференциального усилителя 3, инвертирующий вход которого соединен с подвижным выводомдатчика 2, Дифференциальный усилитель 3выполнен с отношением коэффициентов передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам, равным двум, а его выходподключен к инвертирующему входу компаратора 4, неинвертирующий вход которогочерез делитель 5 напряжения соединен сего выходом.Преобразователь перемещения в частоту работает следующим образом,При включении питания на выходе блока 4 (фиг, 2 а) за счет наличия положительнойобратной связи появляется скачок напряжения, например, отрицательной полярности( - О), которое подается на вход интегратора1, в цепь обратной связи которого включенрезистивный датчик 2, На выходе интегратора 1 (фиг, 2 с) и среднем выводе датчика 2(фиг. 2 в) появляются линейно изменяющиеся напряжения, описываемые выражениями:О 1 ВДВОь -ЙоСо Во О т гйОо= С +Огде йо, Со - параметры интегрирующей цепиинтегратора 1;5 В - сопротивление каждого из плеч датчика 2;Л й - разбаланс датчика 2, обусловленный влиянием исследуемой неэлектрической величины;10 1 - время.Напряжение Оь, снимаемое со среднеговывода резистивного датчика 2, подается наинвертирующий вход, а напряжение Оо,снимаемое с выхода интегратора 1, - на 15 неинвертирующий вход дифференциального усилителя 3, выполненного с отношениемкоэффициентов передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам, равнымдвум: К-/К+ = 2. В этом случае на выходе 20 дифференциального усилителя 3 формируется сигнал, зависящий от параметров интегратора 1 и разбаланса датчика 2,Пусть К- = 2 п, К+ = и, тогда напряжениена выходе усилителя 3 запишется как 25Од = -О т - 2 пОи +ЬйоСо оЭтот сигнал подается на инвертирую щий вход блока 4, где сравнивается с напряжением ( - КО), подаваемым с выхода блока 4 через делитель 5 напряжения, где К - коэффициент деления делителя 5. В момент равенства напряжений на входах блока 4 35 напряжение на его выходе скачкообразноизменяет свой знак на противоположный и описанный процесс повторяется. Возникают релаксационные колебания, период которых40т = - В.С. г ЛВС.КиПериод следования временных импульсов типа "меандр" на выходе предлагаемого преобразователя зависит лишь от разбаланса дифференциального резистивного датчика 2, что позволяет по сравнению с прототипом повысить точность преобразо вания за счет исключения влияния полногосопротивления датчика и его температурных изменений. Срыв колебаний при Ь Й-ф 0 исключен за счет наличия "нулевого" периода То = КйоСоlп. Становится воз можной также фиксация знака разбаланса.Работу преобразователя перемещенияв частоту можно обеспечить и в случае, когда сопротивления плеч дифференциальной пары не равны друг другу, Пусть сопротив1716307 Й 1+Вга -В 1 В этом случае О -0ОВ 1 ЛВ, Йо Со Во О1 В 1+Вг,Й.С. О=О (а - 1) - Опа и +ЛВ ВоСо Во КВ.С. аВ.С. п(а - 1) а - 1 30 Составитель В.ПодолянТехред М.Моргентал Корректор Т.Мале Реда А,Лежнина каз 603 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ление плеча датчика, подключенного к конденсатору интегратора, равно В, а величина сопротивления второго плеча равна В-; Преобразователь будет нормально функцйонировать, если отношение коэффициентов усиления дифференциального усилителя по инвертирующему и неинвертирующему входам сделать равным: Период релаксационных колебаний такого преобразователя будет равен: Формула изобретения Преобразователь перемещения в частоту, содержащий потенциометрический датчик перемещения, интегратор, компаратор 5 и дифференциальный усилитель, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен делитель напряжения, а интегратор снабжен дополнительным входом и выполнен в виде инвертирующего 10 усилителя, вход и дополнительный вход интегратора через соответственно резистор и интегрирующий конденсатор подключены к входу инвертирующего усилителя, выход которого является выходом интегратора, пер вый и второй неподвижные выводыпотенциометрического датчика подключены соответственно к выходу и дополнительному входу интегратора, подвижный вывод потенциометрического датчика подключен 20 к инвертирующему входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к входам интегратора и делителя напряжения, выход 25 которого подключен к неинвертирующемувходу компаратора, а выход интегратора подключен к неинвертирующему входудифференциального усилителя.