Преобразователь малых перемещений в скважность импульсов

(и) 61979 Ь К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ельное к авт. свил-ву 0381.77.(21) 2440328/25 ием заявки Я Дополн 1) И, Кл.Я 01 Р 5/1601 Ю 27 Осударствеииыи комитетвета Министров СССРо делам изобретенийи открытий но 15.08,78. Бюллетень 363(71) Заявитель енэеыский политехнический институ РЕОБРАЗОВАИИЬ МАЛЫХ НиипульсОВ Ий В СКВйНОСЬ в ской, явля- меще- ержаИзобретение относится к измерительной технике, а именно к области электрических измерений неэлектрических величин.Известны преобразователи малых перемещений в скважность импульсов, содержащие два генератора, к одному из входов которых подкеочена измеряемая емкость, устройство формирования разностной частоты, ключ, счетчик импульсов, причем генераторы выполнены в виде релаксационных генераторов с линейной зависимостью периода колебаний от времяэадающей емкости, а выход устройства формирования разностной частоты через ключ ,подключен ко входу счетчика, упраляющий вход ключа через делитель час" тоты подключен к выходу генератора, связанного с измеряемой емкостьюЯ .Необходимость высокой стабильности работы генераторов и невысокая точность, обусловленная погрешностью работы ключа, являются. недостатками этих преобразователей.2Наиболее близким по техниче сущности к данному, изобретению ется преобразователь малых пере ний в скважность импульсов, сод .щий дифференциальный емкостной датчйк перемещения, вклЮченные последовательно с каждым из его плеы интеграторы, схемы сравнения, первые входы каждой иэ которых соединены с выходом одного иэ интеграторов, источник опорного напряжения, свяэанныя с вторыми входами схем сравнения, и триггер, каждый нз входов которого свяэан с выходом одной нэ схем сравнения а выходы - с входами интеграторов 21 .В таком сочетании элементов устройство образует релаксационный генератор, При изменении измеряемого перемещения емкости плеч емкостного датчика изменяют время интегрирования и длительность (скважность) импульсов на выходе триггера.На точность преобразования оказывает влияние сопротивление потерь емкостного датчика, зависящее от контролируемого перемещения.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Для этого в предлагаемом преобразователе интегратор выполнен на операционном усилителе с опорным конденсатором в цепи обратной связи и сопротивлением, подключенным к одному из входов операционного усилителя,9795 3 61 соединенным с земляной шиной и зашунтированным емкостным датчиком, источник опорнсго напряжения выполнен ыа делителе, включенном на выход первой схемы сравнения, а к каждой ступени делителя в порядке увеличения коэффициента деления подключены первые 5 входы первой и второй схем сравнения и второй вход операционного усилителя, к выходу которого подключен второй вход второй схемы сравнения.Такое выполнение преобразователя 10 позволяет повысить точность преобразования эа счет исключения влияния сопротивления потерь емкостного датчика.На чертеже представлена функцио нальная схема преобразователя.Преобразователь содержит емкост" ной датчик 1, интегратор 2, выполненный на операционном усилителе 3 с опорным конденсатором 4 в цепи обратной связи и сопротивлением 5, подключенным к одному иэ входов операционного усилителя; соединенным с земляной шиной .6 и зашунтированным емкостным датчиком 1, источник опорного напряжения, выполненный на де лителе 7, первую схему 8 сравнения, вторую схему 9 сравнения и триггер 10. Делитель 7 включен на выход первой схемы 8 сравнения, а к каждой ступени 11-13 делителя в порядке 30 увеличения коэффициента деления подключены первые входы первой схемы 8 сравнения и второй схемы 9 сравнения и второй вход операционного усилителя 3, к выходу которого подключен 35 второй вход второй схемы 9 сравнения. Входы трйггера 10 подключены к выходам схем 6 и 9 сравнения.Одновременно с включением напряжения питания на выходе схемы 8 срав нения появляется напряжение, поступающее на делитель 7 и с его ступени 12 на первый вход схемы 9 сравнения с коэффициентом и 1 а на второй вход операционного усилителя 3 интег ратора 2 с коэффициентом деления Ис. Выходной сигнал игтегратора 2 сравнивается на схемах 8 и 9 сравнения с опорными напряжениями ступеней 11 и 12 делителя.7. В момент равенства напряжений на входе схемы 8 сравнения напряжение на ее выходе скачкообразно меняет знак на противоположный, а далее работа преобразователя происходит аналогично.Таким образом, в установившемся режиме в схеме присутствуют автоколебания, в течение каждого полупернода которых в момент равенства напряжений, поступающих на входы схемы Э сравнения, ее выходной сигнал также меняет знак. Сигналы с выходов схем 8 и 9 сравнения поступают на входы триггера 10, скважность выходных импульсов которого зависит от веллнчины емкости емкостного датчика, определяемой величиной измеряемого перемещения его пластин. Скважность импульсов может быть преобразована в цифровой код любым известным способом.Результат преобразования не зависит от величины активного сопротивления потерь емкостного датчика, так как в функцию преобразования входят только коэффициенты деления делителя 7, что позволяет повысить точность измерений. Формула изобретения Преобразователь малых перемещений в скважность импульсов, содержащий емкостной датчик, интегратор, триггер, источник опорного напряжения н связанные с ним первыми входами две схемы сравнения, выходы которых соединены со входами триггера, а второй вход первой иэ них связан с интегра" тором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, интегратор выполнен на операционном усилителе с опорным конденсатором в цепи обратной связи и сопротивлением, подключенным к одному из входов операционного усилителя, соединенным с земляной шиной и зашунтированным емкостным датчиком, источник опорного напряжения выполнен на делителе, включенном на выход первой схемы сравнения, а к каждой ступени делителя в порядке увеличения коэффициента деления подключены первые входы первой и второй схем сравнения и второй вход операционного усилителя, к выходу которого подключен второй вход второй схемы сравнения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Р 331340, кл. С 01 % 27/26, 1970.2. Авторское свидетельство СССР 9 464781, кл. Я 01 З 5/16, 1973.619795 Г4 юг,Г СоставителТехред Э. Ч Е. Артамик арасиняк Редактор В. Блох Совета открыт наб. филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 4491/37 ЦНИИПИ Государств по дел 113035 МоскваТираж 872 ного комитет изобретений ЖРауюск