Преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал

(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в качестве преобразователя неэлектрической величины в электросигнал. Цель изобретения - повышение точности за счет расширения диапазона линеаризированных участков характеристики преобразователя, Последний выполнен в аиде сверхрегенератора на транзисторе с емкостной обратной связью, параметры которой установлены так, что образованы три линеаризированных участка преобразователя с различной крутизной характеристиками, 2 ил. НОЛОГИизмерения : Энергия,ЕКТРИЧЕСКИЙ СИГН Недостатками этого преобразо является невысокая точность.Целью изобретения является и ние точности за счет расширения диа линеаризированных участков его ха ристики,Указанная цель достигается тем, что в сверхрегенеративном преобразователе не- электрических величин в электрический сигнал, содержащем транзисторный сверхрегенератор с емкостным датчиком в цепи положительной обратной связи, включены дроссель в цепь питания коллектора и базы, переменная емкость между базой и эмиттером транзистора, один электрод емкостного датчика заземлен, а датчик выполнен с возможностью дискретного изменения его емкости.На фиг.1 и фиг.2 приведены соответственно схема и характеристика свехрегенеративного преобразователя неэлектрических величин в электрический сигнал,вателя1 пв 1 а о вышепазона рактеЫ ОО (Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 21) 4704459/28(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ НЕЭСКИХ,ВЕЛИЧИН В ЭЛЕКТРИЧЕ Изобретение относится преимущественно к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров, малых перемещений, параметров вибраций, усилия и т.д.Известен преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал, содержащий два высокочастотных генератора с включенными в контур емкостными дифференциальными датчиками, смеситель и фильтр низкой частоты.Недостатками аналога являются невысокая чувствительность и ложность конструкции.Известен преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал, содержащий сверхрегенератор, выполненный на транзисторе с емкостной обратной связью, и датчик, включенный в цепь положительной обратной связи сверхрегенератора. 763869 А 11763869 5 10 15 20 25 30 40 3Сверхрегенеративный преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал содержит сверхрегенератор 1 с автосуперизацией, собранный на транзисторе 2, с емкостным датчиком 3 в цепи положительной обратной связи сверхрегенератора 1, включенного одной из обкладок на корпус, а другой обкладкой через разделительный конденсатор 4 к коллектору транзистора 2 при этом эмиттер транзистора зашунтирован конденсатором 5 на корпус, а последовательно цепи питания коллектора и базы транзистора 2 включен дроссель 6, при этом емкостной датчик 3 снабжен механизмом перемещения 7 одной из обкладок, который имеет несколько регулируемых фиксированных положений.Сверхрегенеративный преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал работает следующим образом.Высокочастотный сигнал по цепи положительной обратной связи сверхрегенератора 1 на участке коллектор-эмиттер проходит с коллектора транзистора 2 через конденсатор 8 на эмиттер транзистора 2, а также через разделительный конденсатор 4и емкостной датчик 3 на корпус, а далее скорпуса через шунтирующий конденсатор 5на эмиттер транзистора 2, при этом дроссель 6 препятствует замыканию противофазн ого высокочастотного сигнала положительной обратной связи на корпус, При внешнем неэлектрическом воздействии на емкостной датчик 3 происходит изменение величины положительной обратной связи сверхрегенератора 1, что приводит к изменению огибающей вспышек свободных колебаний в резонансном контуре 9 сверхрегенератора 1, при этом изменяется средний ток потребления сверхрегенератором 1 и сигнал на выходе сверхрегенератора 1, пропорциональный току потребления сверхрегенератора 1 изменяется по закону изменения внешнего неэлектрического или з Механизм перемещения 7 одной из обкладки емкостного датчика 3 может быть выполнен, например, с использованием винтовой пары или дифференциального винта,Соединение цепи положительной обратной связи сверхрегенератора 1 с корпусом позволяет использовать емкостной датчик 3, одна из обкладок которого соединена с корпусом, что приводит к упрощению конструкции сверхрегенеративного преобразователя неэлектрических величин в электрический сигнал, так как отпадает необходимость в одной высокочастотной цепи для подключения емкостного датчика и в изоляции одной из его обкладок от корпуса.Возможность изменения рабочего режима сверхрегенеративного преобразователя с помощью механизма перемещения 7 одной из обкладок емкостного датчика 3 позволяет изменять коэффициент преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал К и изменять величину рабочего участка сверхрегенеративного преобразователя, что повышает точность сверхрегенеративного преобразователя не- электрических величин в электрический сигнал.Для сверхрегенеративного преобразователя неэлектрических величин в электрический сигнал работающего, например, на частоте 60 МГц при частоте суперизации 45 ГКц, экспериментально найдены коэффициент преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал К и величина рабочего участка сверхрегенеративного преобразователя ,которые соответственно равны: К 1 = 400 м В/мкм, К 2 = 100 мВ/мкм, Кз=70 мВ/мкм, 1=5 мкм, 2=10 мкм и з= 20 мкм, при этом при изменении величины конденсатора Со изменяются одновременно и величины К и ,45 50 воздействия на емкостной датчик 3, Характеристика сверхрегенеративного преобразователя неэлектрических величин в электрический сигнал найденная экспериРментально, имеет три участка характеристики к 2 и з, в которых характеристика, линейна и в которых коэффициент преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал принимает разные максимальные значения. При.этом механизм перемещения 7 одной из обкладок емкостного. датчика 3 обеспечивает регулируемое фиксированное положение этой обкладки так, что рабочий режим сверхрегенеративного преобразователя находится на участке характеристикиили 2 Формула изобретения, Преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал, содержащий сверхрегенератор, выполненный на транзисторе с емкостной обратной связью и связанный с его выходом емкостной датчик,о тл ича ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности за счет расширения диапазона линеаризированных участков характеристики преобразователя, он снабжен дросселем, включенным в цепь питания коллектора и базы, переменной емкостью включенной между базой и эмиттером транзистора, один электрод емкостного датчика заземлен, в датчик выполнен с возможностью дискретного изменения его емкости.1763869 Корректор А.Ко а Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аз 3449 ВНИИП Составитель В,ЕвтиховТехред М.Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5