Преобразователь электрических сиг-налов мостовых датчиков b частоту

Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 310378 (21) 2597412/18-21 (51) М. КЛ,с присоединением заявки Но(23) Приоритет Н 03 К 13/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Научно-исследовательский и конструкторский нстйтФг: 2.испытательных машин, приборов и средств изме ения.-мат.-е(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ С 11 ГНАЛОВ ИОСТОВЫХ ДАТЧИКОВ В ЧАСТОТУИзобретение относится к информа-ционно-измерительной технике, в частности к преобразователям электрических сигналов моста всех датчиков, иможет быть использовано в системахизмерения, управления и регулирования, работающих с тенэорезисторнымимостовыми датчиками,Известен преобразователь электрических сигналов мостовых датчиковв частоту, содержащий мостовой датчик, ключи, интегратор, масштабныйусилитель, компаратор, соединенныйчерез резисторы, соответственно совходом и выходом интегратора и выходом масштабного усилителя, при этомпервый ключ соединяет диагональ питания со входом интегратора, а другой ключ соединяет измерительнуюдиагональ со входом масштабного усылителя 1 Ц .Недостатком данного преобразователя является низкая точность преобразования,Наиболее близким техническим ре зшением к предлагаемому изобретеииюявляется преобразователь электрических сигналов мостовых датчиков вчастоту, содержащий мостовой датчик,цепь питания которого подключена к 30 источнику энакопеременного напряжения питания, а выход - ко входу масштабного усилителя, интегратор, вход которого подключен к выходу масштабного усилителя, источник опорного напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом источника знакопеременного напряжения питания, и компаратор 21 .Недостатком этого преобразователя является ограничение диапазона выходных сигналов со стороны высоких частот, так как при повышении рабочей частоты появляются погрешности, связанные с инерционностью мостового датчика, масштабного усилителя, источника опорного напряжения.Цель изобретения - расширение диапазона выходного интервала оигнала в сторону высоких частот.Поставленная цель достигается тем, 4 то в преобразователь электрических сигналов мостовых датчиков в частоту, содержащий мостовой датчик, цепь питания которого подключена к источнику энакопеременного напряжения питания, а выход - ко входу масштабного усилителя, интегратор, вход которого подключен к выходу масштабного усилителя, источник опорного напряже 813773ния, управляющий вход которого соединен с выходом источника знакопеременного напряжения питания, и компаратор, введены суммирующий усилитель, первый вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к входу компаратора, генератор импульсов,логический элемент совпадения, входы которого подключены к выходам компаратора и генератора импульсов, делитель частоты, вход которого подключен к выходу логического элемента. совпадения, а выход - к управляющему входу источника знакопеременного,напряжения питания, счетчик импульсов, вод которого подключен к выходу логического элемента совпадения, и преобразователь код-аналог, вход которого подключен к выходу счетчика, а цепь питания - к первому выходу источника опорного напряжения, причем второй и третий входы суммирующе го усилителя подключены к выходу преобразователя код-аналог и второму выходу источника опорного напряжения.На чертеже представлена Функциональная электрическая схема преобра- р 5 зователя.Преобразователь содержит мостовой датчик 1, выход которого через масштабный усилитель 2 подключен к входу интегратора 3, суммирующий усилитель 4, первый вход которого подключен к выходу интегратора 3, источник 5 знакопеременного напряжения питания, выход которого подключен к цепи питания датчика 1 и к управляющему входу источника бопорного напряжения. К выходу суммирующего усилителя 4 подключен вход комцаратора 7, К первому выходу источника б опорного напряжения подключена цепь питания преобразователя 8 код-ана лог, К управляющему входу источника 5 знакопеременного напряжения питания подключен выход делителя 9 частоты, вход которого соединен с выхоцом логического элемента 10 совпадения 4 10, входы которого подключены к выходам генератора 11 импульсов и компаратора 7, Между выходом логического эЛемента 10 и входом преобразователя 8 код-аналог включен счетчик 12 импульсов. Второй и третий входы сумьщрующего усилителя 4 подключены к выходу преобразователя код-аналог 8 и второму выходу источника б опорного напряжения. В частном случае делитель 9 частоты и счетчик 12 могут быть объединены в один блок.Преобразователь работает следующим образом.После очередной смены знака напряжения на выходе источника 5 делитель ЬО 9 частоты, счетчик 12 импульсов и преобразователь 8 код-аналог находятся в начальном состоянии. Выходное напряжение преобразователя 8 код-аналог равно нулю. Выходной сигнал датчика 1, усиленный масштабным усилителем 2, поступает на вход интегратора 3, в результате чего напряжение на выходе последнего нарастает по пилообразному закону, При равенстве выходного напряжения интегратора 3 и опорного напряжения на выходе источника б изменяет состояние компаратор 7, после чего очередной импульс с выхода генератора 11 через логический элемент 9 проходит на входы делителя 9 частоты и счетчика 12.На выходе преобразователя код-аналог 8 появляется напряжение, соответствующее единице счета, которое, суммируясь с выходными напряжениями источника б и интегратора 3, вызывает возвращение компаратора 7 к первоначальному состоянию. По мере нарастания выходного напряжения интегратора 3 напряжение на выходе суммирующего усилителя 4 также нарастает, пока компаратор 7 не сработает снова, после чего очередной импульс генератора 11 проходит на входы делителя 9 и счетчика 12, в результате чего напряжение на выходе преобразователя 8 возрастает на величину, соответствующую единице, вызывая возвращение компаратора 7 к начальному состоянию, Этот процесс повторяется до заполнения емкости делителя 9 и счетчика 12. После этого под действием выходного импульса делителя 9 напряжение на выходах источников 5 и б изменяет знак на противоположный, напряжение на выходе преобразователя 8 становится равным нулю, напряжение на выходе интегратора 3 начинает изменяться в противоположном направлении, и весь процесс происходит аналогично, После заполнения емкости делителя 9 и счетчика 12 устройство возвращается в исходное состояние, и весь процесс повторяется, Частота выходных импульсов, снимаемых с выхода логического элемента 10, больше частоты переключения элементов 1-3 и 5 и б в число раз, равнОе коэФФициенту деления частоты делителя 9.Все это приводит к существенному расширению диапазона выходного сигнала в сторону высоких частот, а повышение точности может быть достигнуто эа счет снижения рабочей частоты мостового датчика, источников питающего и опорного напряжения и интегратора.Формула изобретенияПреобразователь электрических сигналов мостовых датчиков в частоту, содержащий мостовой датчик, цепь питания которого подключена к источниКу знакопеременного напряжения питания, а выход - ко входу масштабного усилителя, интегратор, вход которогоЗаказ 835/79 Тираж 988 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключен к выходу масштабного усилителя, источник опорного напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом источника знакопеременного напряжения питания, и компаратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазона,выходного сигнала в сторону высокихчастот, в него введены суммирующийусилитель, первый вход которого подключен к выходу интегратора, а вы"ход - к входу компаратора, генератор:импульсов, логический элемент совпадения, входы которого подключены квыходам компаратора и генератора импульсов, делитель частоты, вход которого подключен к выходу логическогоэлемента совпадения, а выход - к управляющему входу источника знакопеременного напряжения питания, счетчикимпульсов, вход которого подключен к выходу логического элемента совпадения, и преобразователь код-аналог,вход которого подключен к выходу счетчика, а цепь питания - к первому выходу источника опорного напряжения,причем второй и третий входы суммирукшего усилителя подключены к выходупреобразователя код-аналог и второмувыходу источника опорного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Электромеханические весы с час"тотными преобразователями. Экспрессинформация. - "Контрольно-измерительная техника". М 29, 1973, с. 4-10,рис. 6.15 2. Мартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров длясистем контроля и измерения. фЭнергия", 1976, с. 365, рис; 7-8 (прототип).