Преобразователь сопротивления в интервал времени

Оп ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик/ Государствеииый комитет СССР яо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30.11.80(72) Авторы изобретения В, М. Фролов, Л. Д. Гарин, С. А, Каравайкнн,И. Ф, Островский, А. Г, Рыжевский и Е. Ф. ТриФонов Пензенский Филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения1Изобретение относится к электроызмерительной технике н может ис пользоваться в инФормационно-измери-. тельных системах, использующих в качестве первичных преобразователей резистивные датчики.Известен преобразователь сойротивления в интервал времени, в основу принципа действия котьрого положено промежуточное преобразование измеряемого сопротивления в напряжение постоянного тока с последующим преобразованием полученного напряжения в интервал врЕмени посредством преобразователя с ймпульеиой обратной свя- зью.Недостатком устройства является низкая точность измерения.Известен Преобразователь соп 1 зотивления в ийтервал времени, содержащий преобразуемый и образцовый резисторы, соединенйые черезповторителй напря- жения сЙнтеграИфами"; ключом, усилителем, выход которого через второй ключ соединен с вторым входом первого интегратора, выход первого ключа соединен с третьим входом первого интегратора, выходы интеграторов через блок сравнения соединены с первым входом триггера, второй вход которогосоединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с управляющимивходами ключей и второго интегратора.5 Недостатком устройства являетсянизкая точностьпреобразования.Целью изобретения является повышение точности преобразования.это достигается тем, что в ппе О образователь сопротивления в интервал времени, содержащий источникэлектрической мощности, преобразуемый резистор, образцовый резистор,усилитель напряжения, повторитель 15 наряжения, два интегратора, блоксравнейия, триГгер, генератор импульсов, переключатель, введен операцион-,ный усилитель, причем преобразуеььйрезистор включен по четырехпроводной 2 О схеме так, что первый токовы 1 т зажимпреобразуЕмого резистора подключен квторой выходйой клемме источникаэлектрической мощности, а второй токовый зажим - к выходу операционного 25 усилителя, третий токовый зажим под- ключен к входу повторителя напряже"ния, а четвертый токовый зажим- кинвертирукцему входу операционногоусилителя, неинвертнрующий вход кот 6- 30 рого подсоединен к шине "Земля", а"первая клемма источника электрической"мбцности через усилитель напряжения" подсоединена к второму сигнальномувходу переключателя;Йа фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогопреобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя.Преобразователь содержит повторитель 1 напряжения, преобразуемый резистор 2, включенный по четырехпроводной схеме, образцовый резистор 3переключатель 4, усилитель 5 напряжения, интеграторы 6 и 7, блок 8 сравнения, триггер 9, генератор 10 импульсов, источник 11 электрической-мощности, операционный усилитель 12,На временных диаграммах обозначено напряжение 13 на входах блока 8сравнения, выходной сигнал 14 блока8 сравнения, выходное напряжение 15генератора 10 импульсов, выходнойсигнал 16 триггера 9,Генератор работает следующим образом.В момент времениприходит импульс тактовой частоты и устанавливаеттриггер 9 в положение, при кото ромпереключатель 4 подключает к второму входу интегратора 6 напряжениеи запускается вспомогательный интег-ратбр 7. Напряжение на выходе интегратора 6 начинает линейно возрастать,а напряжение на вйходе интегратора7 - линейно убывать.Вмомент времени - напряжейия на выходах интеграторов 6 и 7 становятся равны и блок8 сравнения срабатывает, что приводитк срабатыванию триггера 9, которыйпереводит в.исходное состояние интегратор 7 и посредством переключателя4 подключает второй вхбдинтегратора6 к шине "Земля". После этого напряжение на выходе интегратора 6 начиыает линейно убыватЬ. В момент вре" менй С тактовйй импульс перебрасывает тригГер 9, и далее цикл преобразования повторяется. Включение операционного уснлитЕля 12 позволяет ликвидировать влияние сопротивления 7 3 и с 4 подводящих проводов на результат преобразованйя. Резисторомможно. пренебречь (по сравнению с большим входным сопротивлением операционного усилителя 12). Операционный усилитель 12 охвачен цепью глубокой отрицательной обратной связи, поэтому потенциал точки а можно считать равным нулю, а поскольку цепь отрицательной обратной связи замыкается через резистор С 4, влияние последнего на потенциал точки"а умейьшается в (М +1) раэ 1 - коэффициент усиления операционного усили 4теля 12),т.е. данная схема эквивалентна последовательному соединению преобразуемого 2 и образцового 3 резисторов с заземленной средней точкойгРезистором 62 можно пренебрЕчь (посравнению с большим входным сопротнвлением повторителя 1 напряжения); арезистор г не влияет на результатпреобразования, 3 данной структурене предъявляются жесткие требования .к внутреннему сопротивлению источника 11 электрической мощности, Внутреннее сопротивление последнего можетизменяться в широких пределах. Засчет введения операционного усилителя, организации четырехпроводной схе мы включения преобразуемого резистора и видоизменения общего алгоритма преобразованияповышается точностьПреобразования абсолютного значенияи отнбсительного отклонения малых Щ сопротивлений. 3976 Формула изобретения Преобраэователь сопротивления винтервал времени, содержащий источник электрической мощности, перваявыходная клемма которого через образцовый резистор подсоединена к шинеемля , выход повторителя напряжепЗ иния подключен к первым входам двухинтеграторов, входы блока сравненияподсоединены к выходам интеграторов,а выход - к первому входу триггера, 35выход генератора импульсов подключен к второму входу триггера, первыйсигнальный вход переключателя подсоединен к шине "Земля", выход - квторому вхбду первого интегратора,а управляющий вход совместно с управ ляющим входом второго интегратораподсоединен к выходу триггера, усилитель напряжения и преобразуемыйрезистор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, .что, с целью повышения точностй э преобразования, введен операционныйусилитель, при этом преобразуемыйрезистор включен по четырехпроводнойсхеме так, что первый токовый зажимпреобразуемого резистора подключенк второй выходной клемме источникаэлектрической мощности, а второй токовый зажим - к выходу операционногоусилителя, третий токовый зажим подключен к входу йовторителя напряженияФ 55а четвертый токовый зажим - к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которогоподсоединен к шине "Земля", а перваяклемма нсточнйка электрической мощности через усилитель напряжения под-. щ соединена к второму сигнальному входу переключателя.783976 Соетавитель А. Титовактор Е, Караулова Техред Х. Кузьма Корректор Л. Ива ПодписиСССР ал ППП Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 8569/61 ВНИИП по 113035, ИоТираж 995 Государственного комитета елам изобретений и открыт ва, Ж-Э 5, Рашуская наб.,