Измерительный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 27/26 51) ТЕНИ ИСА е т хив и С,Б.СалСССР1985,СССР1983,ЕОБ РАЗ ВАОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Использование; измерени ного емкости от номинально Сущность изобретения; пре содержит источник 1 опорного сумматор 2, два переключат аналоговых ключа 5, 6, образц 9, добавочный резистор 10, о усилитель 11, два вычитающи .12, 13, два устройства 14, 15 в нения, генератор 16 импульсо ратор 17, 1 ил,е относительго значения. образовательнапряжения. еля 3, 4, два овую емкость перационный х устройства ыборки и храв и одновибИзобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения относительного отклонения электрической емкости от номинального значения,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройствб отличается наличием новых блоков: генератора импульсов, одновибратора, второго устройства выборки и хранения, первого и второго вычитающих устройств, сумматора, образцовой емкости и их связями с остальными элементами схемы.На чертеже представлена структурная схема итерационного преобразователя относительного отклонения емкости,Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, сумматор 2, переключатели 3 и 4, аналоговые ключи 5 и 6, зажимы 7 и 8 для подключения измеряемой емкости, образцовую емкость 9, добавочный резистор 10, операционный усилитель 11, вычитающие устройства 12 и 13, устройства 14 и 15 выборки и хранения, генератор 16 импульсов и одновибратор 17,В основу действия преобразователя положен итерационный метод коррекции погрешностей. Сущность метода состоит в такой организации процедуры преобразования, при которой циклически производится коррекция систематических погрешностей основной измерительной цепи, КаждыЙ цикл протекает в два такта, причем первому такту соответствует наличие импульса на неинвертирующем выходе генератора 16 импульсов, а второму такту - наличие импульса на неинвертирующем выходе генератора,В первом такте преобразования переключатель 3 находится в положении "а", переключатель 4 - в положении "а", ключ 5 замкнут, а ключ 6 розомкнут. При этом первый вход сумматора 2 подключен к общей шине устройства, образцовая емкость 9 подключается к входу операционного усилителя 11, а измеряемая емкость Сх шунтируется. На выходе операционного усилителя 11 и вычитающего устройства 13т формируется напряжение 1/КСООой,о где О - напряжение на выходе источника 1 опорного напряжения,На выходе одновибратора 17 происходит формирование короткого импульса, который поступает на управляющий вход устройства 15 выборки и хранения. Приэтом напряжение с выхода вычитающего устройства 13 записывается в устройство 15 выборки и хранения, и таким образом, на выходе преобразователя формируется на пряжение тОп = 1/КСо,/ Осбио 10Во втором такте преобразования переключатель 3 находится в положении "б", переключатель 4 - в положении "б", ключ 6 замкнут, а ключ 5 разомкнут. К входу сумматора 2 подключается выходное напряжение преобразователя Ог, взятое с выхода устройства 15 выборки и хранения, К инвертирующему входу операционного усилителя 11 подключается измеряемая емкость Сх, а образцовая емкость 9 шунтируется, При этом на выходе получаем напряжение т Ох = 1/ЯСх 3 (Оо+ Оп) бс,о(3)Так как внутри такта Т О = сапы и О =сопя О. Т (О.+О)ТВС, ЯС;(5) Если напряжение на выходе источника1 опорного напряжения принять за 100 , то Оп = Сх - Со/Со.100(6) Как видно из выражения (5), результат преобразования относительного отклонения емкости от номинального значения не зависит от систематических погрешностей узлов и блоков преобразователя за исключением источника 1 опорного напряжения и 25которое записываборки и хранения.чивается.Как известно,30 зователях через пустановившемсяным,Тогда ется в устройство 14 выНа этом один цикл заканв итерационных преобрациклов напряжение О, в режиме становится рав1800393 45 50 Составитель Т,ЛиевТехред М.Моргентал Корректор С.Лисина Редактор Заказ 1162 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, 101 1 образцовой емкости 9, При этом в отличие от прототипа обеспечивается прямое преобразование относительного отклонения емкости в напряжение.В отличие от серийно выпускаемых при боров типа МЦБА, выполненных по компенсационно-мостовой схеме на основе сравнения напряжений, заявляемое устройство значительно проще по конструкции, точнее и менее чувствительно к изменению 10 влияющих на результаты измерений факторов (температура, влажность, напряжение сети и др,).Формула изобретенияИзмерительный преобразователь, со держащий источник опорного напряжения, устройство выборки и хранения, первый и второй переключатели, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с добавочным резистором,.20 неинвертирующий вход соединен с общей шиной преобразователя, а выход - с подвижными контактами первого и второго ключей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воз можностей, он снабжен генератором импульсов, одновибратором, вторым устройством выборки и хранения, первым и вторым вычитающими устройствами, сумматором и образцовым конденсатором, 30 причем инвертирующий выход генератора импульсов соединен с управляющими входами второго ключа и второго устройства выборки и хранения, а его неинвертирующий выход - с управляющими входами пер вого и второго переключателей, первого ключа и входом одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом первого устройства выборки и хранения, первый вход сумматора соединен с выходом источника опорного напряжения, выход сумматора - с добавочным резистором, а второй его вход - с подвижным контактом первого переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с общей шиной преобразователя, а второй неподвижный контакт - с выходом преобразователя, который объединен с первым входом второго вычитающего устройства и выходом первого устройства выборки и хранения, вход которого соединен с выходом первого вычитающего устройства. первый вход которого соединен с выходом второго устройства выборки и хранения, вход которого соединен с выходом второго вычитаю- щего устройства, второй вход которого соединен с вторым входом первого вычитающего устройства и выходом операционного усилителя, который объединен с одним из выводов образцового конденсатора и одним из зажимов для подключения измеряемой емкости, второй зажим которой соединен с неподвижным контактом первого ключа и первым неподвижным контактом второго переключателя. подвижный контакт которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, а второй неподвижный контакт - с вторым выводом образцового конденсатора и неподвижным контактом второго ключа.