Преобразователь неэлектрических величин в цифровой код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(11) 544127 1) Дополнительное к авт. свид-в 2) Заявлено 31,12,75(21) 2306164присоединением заявки3) Приоритет 51) Ц К е Н 03 К 13/20 осударственныи коцит Совета Министров ССС оо делам изооретений и открытий, Дата опубликования описания 06.05.77(72) Автор изобретения М. М Парфенов 1) Заявитель Научно-исследовательский и конструкторсиспытательных машин, приборов и средс ии институтизмерения масс БРАЗОВАТЕЛЬ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИ В ПИфРОВОЙ КОД 2 Изобретение относится устроиствам изалогового, так может быть исмического и оля и управл стаения, 5 Известен преобразователь неэлектриче ких величин, содерж датчик нагрузки, сос нала разбаланса, сум ный усилитель, соед ии источник пита авнои усилитель сиг 1 ируюший и масштаенный через фильтр атор, сое ярности, и блом его являетьность в пров к м с тся составным ратнои связью,ния смешения 20 остоянного тока и компенсац силителеиинфазнь сс помех применяется суммируюши итель на неинвертирующий и неинверт ший входы и установка разбаланса сиг руюнала атчика на масштабном усилителе мерительнои техники как аи дискретного действия, ипользовано в системах дин тического измерения, конт со входом интегратора, компа ненный со входом триггера по ки управления 111 . Недостатк ся сравнительно низкая стабил цессе пцеобразования.Известен преобразователь, нап датчика нагрузки усиливае усилителем с отрицательной о этом для исключения вли Недостатком этого преобразователя является снижение стабильности и точности преобразования, что определяется в большой степени входнь 1 м сопротивлением суммирующего усилителя по неинвертируюшему входу, которое во многом зависит от того, что входное сопротивление изменяется от температуры, напряжения питания и других факторов. 11 елью изобретения является повышениеточности преобразования,Это достигается тем, что в преобразователь неэлектрических величин в цифровойкод, содержащий источник питания, датчикнагрузки, соединенный через масштабныйусилитель, резистор и измерительный ключсо входом интегратора, выход которого через компаратор соединен с одним из входовтриггера полярности, выходы которого соединены с первыми входами элементов И,причем другие входы элементов И соединеныс блоком управления, а выходы - с управляющими входами ключей опорного напряжения;составной дифференциальный усилитель с двухфазным выходом, соединенный через резисторы обратной связи со своими инвертируюшими вхэдами; резистор установки нуля датчика, введен суммирующий усилитель; входкоторого соединен с двухфазным выходом составного дифференциального усилителя, а выход через резисторы-со входом ключей опорного напряжения; при этом масштабный усилитель входом соединен с измерительной диагонально датчика нагрузки, а составной дифференциальный усилитель- с диагональю пи Отания датчика нагрузки, а резистор установки нуля датчика нагрузки соединен с двухфазным выходом составного дифференциального усилителя, а средняя точка зтого резистора соединена через резистор со входом измерительного клюна,На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема устройства.Преобразователь незлектрических величин в цифровой код содержит датчик 1 нагрузки, масштабный усилитель 2, резисторы3-14, измерительный ключ 15, ключи 16 и17 опорного напряжения, интегратор 18,кэмпаратэр 19, блок управления 20, источник питания 21, триггер полярности 22, злементы И 23, и 24, составной дифференциальный усилитель 25, суммирующий усилитель26, резистор 27 установки нуля датчика.Устройство работает следующим образом.Сигнал с датчика 1 поступает через 30масштабный усилитель 2, резистор 3 и ключ15 на вход интегратора 18 и интегрируетсяв течение постоянного времени Тэ . Сброснапряжения интегратора 18 начинается поокончании интервала Т, вырабатываемого З 5блоком 20 и производится одним из ключей 16 или 17 от источника опорного напряжения. Для исключения ошибки от смешения источника опорного чапряжения, выполненного на составном усилителе 25, или эт 40действия синфазных помех на вход ключей16, 17, поступает корректирующий сигналчерез резисторы 4 и 14 с выхода усилителя 26. Корректирующий сигнал образуетсяна входе усилителя 26 в том случае, если 45напряжение на выходах усилителя 25 отличается по амплитуде при различной полярности сигналов, В результате того, что суммирование выполняется по входу усилителя26, его коэффициент передачи определяетсятолько стабильностью резисторов 4, 12, 13,10 и 14 и коэффициентом усиления усилителя 26, что может быть всегда обеспеченэ для любэй точности преобразования,55Таким образом, опорное напряжение получается в результате преобразования напряжения питания датчика нагрузки 1 достаточно большой величины при зтэм диапазон коррекции усилителя 26 составляет малую величину - менее 10% входного сигнала, Сигнал разбаланса датчика 1 образуется от источника опорного напряжения с выхода усилителя 25 и подается на вход ключа 15,В зтом случае суммирование сигналов усилителя 2 и сигнала разбаланса датчика 1 выполняется в токе, а стабильность обеспечивается отрицательными обратными связямиусилителя 2 и составного дифференциальногоусилителя 25,Данное построение преобразователя и введение связи элементов позволяют получить лучшую стабильность и точность преэбразования в целом, при использовании злементов с аналогичными характеристиками по дрейфу, входному сопротивлению, усилению и ослаблению синфазных сигналов.ф ормула из обретенияПреобразователь незлектрических величинв цифровой код, содержащий источник питания, датчик нагрузки, соединенный черезмасштабный усилитель, резистор и измерительный ключ со входом интегратора, выходкоторого через компаратор соединен с одним из входов триггера полярности, выходыкоторого соединены с первыми входами злементов И, причем другие входы злементовИ соединены с блоком управления, а выходы - с управляющими входами ключей опорного напряжения, составной дифференциальный усилитель с двухфазным выходом, соединенный через резисторы обратной связисо своими инвертирующими входами; резистор установки нуля датчика, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности преэбразования,в него введенсуммирующий усилитель, вход которого соединен с двухфазным выходом составного дифференциального усилителя, а выход черезрезисторы - со входом ключей опорного напряжения, при зтом масштабный усилительвходом соединен с измерительной диагональюдатчика нагрузки, а составной дифференциальный усилитель - с диагональю питания датчика нагрузки, резистор установки нуля датчика нагрузки соединен с двухфазнымвыходэм составного дифференциального усилителя, а средняя точка этого резистора соединена через резистор со входом измерительного ключа,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент Великобритании Мо 1296682,кл, Н 3 Т ( Д 4 Н ), опубликован 12.04.72.2. Патент США М 3709303, кл. 340-348, опубликован 23.05.69 (прототип), 544127Составитель Д, ГолубовичРедактор О, Стенина Техред М. Ликович Корректор В. СалкаЗаказ 960/71 Тираж 1065 Подписное БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4