Преобразователь величины сопротивления в частоту импульсов

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ и 560335 Союз Советских Социалистических РеспубликГосур,орстввнный комитетСовета Министров СССРпо делом изобретенийи открытий(71) Заявитель Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательскоготехнологического института приборостроения(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВИзобретение относится к измерительной технике и может применяться в информационно-измерительных системах, использующих измерительные датчики,Известен преобразователь величины сопротивления в частоту импульсов, содержащий операционный усилитель и компараторы 1.Однако такой преобразователь не обеспечивает достаточную линейность преобразования.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь величины сопротивления в частоту импульсов, содержащий операционный усилитель с дифференцирующей РС-цепью отрицательной обратной связи, устройство сравнения, вспомогательный операционный усилитель и делитель из эталонного и измеряемого резисторов 2.Однако известный преобразователь обладает малой линейностью преобразования при увеличении выходной частоты.Цель изобретения - улучшение линейности преобразования.Это достигается тем, что в преобразователе величины сопротивления в частоту импульсов, содержащем операционный усилитель с дифференцирующей ЯС-цепью отрицательной обратной связи, выход которого подключен к входу устройства сравнения, а неинвертирующий вход соединен с выходом устройства сравнения и непнвертирующпм входом вспомогательного операционного усилителя, и делитель пз эталонного и измеряемого резисторов, делитель включен в цепь отрицательной 5 обратной связи вспомогательного операционного усилителя, выход которого соединен с вторым входом устройства сравнения.На чертеже приведена электрическаяфункциональная схема предлагаемого преоб разователя величины сопротивления в частоту импульсов.Преобразователь состоит пз операционногоусилителя 1 с дифференцирующей РС-цепью 2 отрицательной обратной связи. Выход опе рационного усилителя 1 подключен к первому входу устройства сравнения 3, второй вход которого подключен к выходу вспомогательного операционного усилителя 4, а выход - к соединенным между собой неинвертирую щим входам обоих усилителей 1 и 4. В цепьотрицательной обратной связи усилителя 4 включен делитель 5 из эталонного 6 и измеряемого 7 резисторов, Выход устройства 3 является выходом всего преобразователя.25 Преобразователь работает следующим образом.Выходные уровни устройства 3 калиброваны напряжением + Ьо Длительность каждого полуперпода выходных колебаний преоб разователя определяется из условия равенст3ва напряженпй,на входах устройства 3. В процессе работы преобразователя разнополярные перепады напряжения амплитудой Ую с выхода устройства сравнения 3 поступают на неинвертирующие входы усилителей 1 и 4. В тот моменткогда на выходе устройства 3 меняется,полярность напряжения Ую, на выходе усилителя 1 образуется в соответствующей фазе скачок напряжения величиной2 УО1+Кгде К - ,коэффициент усиления операционного усилителя 1.Далее выходное напряжение усилителя 1 изменяется по линейному закону со скоростью (УОК/ЯС(1+К,) (где РС - постоянная аременй дифференцирующей цепи 2 отрицательной обратной связи усилителя 1). Усилитель 4 осуществляет усиление напряжения с выхода устройства сравнения 3 в(ЙО + )х) К 2к(1+ Ю + Огде К - коэффициент усиления операционного усилителя 4;Рю - сопротивление эталонного резистора 6;Р, - сопротивление измеряемого резистора 7,Коэффициенты усиления Операционных усилителей 1 и 4 выбираются большими, поэтому условие равенства напряжений на входах устройства 3 в каждый полупериод работы преобразователя может быть представлено в виде2 Ц, +.= 2 и, /1+ О ),ЯС 2Я, /Тгде -- длительность,полупериода выход 2ных колебаний преобразователя,Таким образом, частота следования выходных импульсов преобразователя, снимаемых с выхода устройства сравнения 3, является функцией величины сопротивления измеряе мого резистора 7 и зависит от нее линейнокакк Я 4 Р,ЯС10 где / - частота выходных импульсов,Если измеряемый резистор 7 подключается к преобразователю посредством кабельнойлинии связи, то сопротивление датчика оказывается зашунтированным емкостным сопро 15 тпвлением линии, В этом случае также обусловливается полная идентичность алгоритмаработы преобразователя случаю подключенияк преобразователю активного сопротивленияР без реактивной емкостной составляющей.20Формула изобретенияПреобразователь величины сопротивленияв частоту импульсов, содержащий операционный усилитель с дифференцирующей РС-це 25 пью отрицательной обратной связи, выход которого подключен к входу устройства сравнения, а неинвертирующий вход соединен с выходом устройства сравнения и неинвертирующим входом вспомогательного операционногоЗ 0 усилителя, и делитель из эталонного и измеряемого резисторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения линейности преобразования, делитель нз эталонного и измеряемого резисторов включен в цепь отрицатель 55 ной обратной связи вспомогательного операционного усилителя, выход которого соединен с вторым входом устройства сравнения,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:40 1, Авт, св. СССР Ме 470919 кл, Н ОЗК 13/20,09,11.71.2. Авт, св. СССР Мо 420080, кл, Н ОЗК 13/20,10.04.72,.1 г 1 Р 111 ПР 1 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж.35, Рвунская наб., д. 45