Частотный преобразователь длятензодатчиков

Соеоз Сфветсннк Сфцнаектнческик Васеубяик(22) Заявлено 190679 (21) 2781618/18-21 с присоединением заявки Йо Н 03 К 13/20 1 оеуяаретвеннм нои ет СССР но ямам нзобретеннй н открытнй(2 Э) Приоритет Опубликовано 150481.Бюллетень 149 14 Дата опубликования описания 15. 04. 81(71) Заявитель Пензенский политехнический институт.:,4) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ДЛЯ ТЕНЗОДАТЧИКОВ,5 20 2 Изобретение относится к электро- измерительной технике.Известен частотный преобразова. тель для тензодатчиков, содержащий тензометрический мост, измерительная диагональ которого посредством дифференциального усилителя и интегратора подключена к одному входу блока сравнения, выход которого соединен с его вторым входом и диагональю питания тензометрического моста.В процессе работы схемы тензометрический мост питается импульснымраэнополярным -:напряжением, причемйолярность питающего напряжения меняется всякий раз, как приращение силенного дифференциальным усилителем и проинтегрированного напряжения разбаланса тензометрического моста достигает определенного поро" га срабатывания блока сравненияП 1. Недостатком этого устройства яв- ляется низкая точность преобразова. ния, обусловленная переменным напря жением питания тензомоста и,следовательно, сильным влиянием паразитных емкостей кабеля, соединяющего 2тенэометрический мост непосредственно с преобразователем,Наиболее близким к предлагаемому .является частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник питания, подключенный к одной диагонали тензометрического моста и входомпервого модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения и управляющим входом второго модулятора, входы которого соединены со второй диагональю тензометрического моста, а выход подключен к инвертирующему входу интегратора на базе усилителя постоян ного тока с емкостной отрицательной обратной связью 2.Точностные характеристики такого устройства определяются стабильностью резисторов и постоянной времени интегратора 7 р. Кроме того, основным источником нестабильности чувствительности преобразователя является нестабильность сопротивлениЯ открытых ключей модулятора, включенного в прямую цепь преобразования. Уменьшение данной составляющей погрешности путем увеличения суммирующего сопротивления интегратора на практикецифференцирующей ВС-цепи б,напряжение на выходе интегратора изменяется о следующему закону:У=20 е +фо +20 о (1-еээ где Сэ -постоянная времени дифференцирующей КС-цепи;Г - постоянная времени интеграитора.В то же время под действием напряжения на выходе модулятора 3 напряжение на интеграторе линейно изменяется по следующему закону:Оо Е"Рт.е. напряжение на интеграторе, равное сумме 0 (г.) и У после скачка в начале полупериода преобразования стремится к нулю. В момент равенства нулю выходного напряжения интегратора срабатывает блок 7 сравнения и заканчиваетсяполупериод преобразования. Процесс преобразования в одном полупериоде Т/2 может быть описан следующим выражением:и(т/2)+=О или Иэ этого выражения следует, что если выбрать СэТ/2, то с высокой степенью точности будет выполняться равенствоВЫ% Т СТочностные характеристики преобразователя определяются стабильностью постоянной времениГэ дифференцирующей КС-цепи и не зависят от постоянной времени интегратора Г, а следовательно, и от сопротивления открытого ключа модулятора 3,Таким образом, в предлагаемом устройстве устраняется влияние одного из наиболее существенных источников погрешности. Формула изобретения Частотный преобразователь для тенэодатчиков, содержащий источник питания, подключенный к одной диагонали тензометрического моста и входам первого модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения и управляющим входом второго модулятора, входы которого соединены со второй диагональю тензометрического моста, а выход подключен к инвертирующему входу интегратора на базе усилителя постоянного тока с емкостной отрицательной обратной связью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введена дифвстречает целый ряд трудностей, вызываемых тем, что для сохранениячувствительности требуется уменьшится пзначения интегрирующей емкости, чтов итоге приводит к резкому увеличению других составляющих погрешности,в частности обусловленных влияниемпаразитных емкостей монтажа, трудностями получения стабильных емкос-тей малого. номинала, и погрешностей,связанных с влиянием неидеальностейхарактеристик блока .сравнения.Цель изобретения - повышение точности преобразованияПоставленная цель достигается тем,что в частотный:преобразователь длятензодатчиков, содержащий источникпитания, подключенный к одной диагонали тензометрического моста и входампервого модулятора, управляющий входкоторого соединен с выходом блокасравнения и управляющим входом вто 20рого модулятора, входы которогосоединены со второй диагональю тензометрического моста, а выход подключен к инвертирующему входу йнтегратора на базе усилителя постоянного тока с емкостной отрицательнойобратной связью, введена дифференцирующая ЕС-цепь, включенная междувыходом первого модулятора и неинвертирующим входом интегратора, выход ЗОкоторого соединен со входом блокасравнения,На фиг, 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - временные диаграммы. З 5Устройство содержит биполярныйисточник 1 питания, тенэометрический мост 2 модуляторы 3,4,интегратор 5, дифференцирующую ВС-цепьб, блок 7 сравнения.Источник 1 питания подключен кодной из диагоналей тенэометрического моста 2, вторая диагональ которого соединена с входами модулятора 3. Выход модулятора 3 пос"редством интегратора 5 соединен с 45входом блока 7 сравнения. Входымодулятора 4 подключены к диагонали питания тенэометрического моста2, а выход через дифференцирующуюКС-цепь б подключен к неинвертирующему входу усилителя постоянноготоМа интегратора 5. Выход блока 7м дуляторов,с авнения, являющийся выходом схеподключен к управляющим входам55В установившемся режиме работысхемы в начале каждого полупериодапреобразованйя срабатывает блок 7сравнения и модулятор 4 подключает квходу дифференцирующей кС-цепи б напряжения +О питания тензометрического 60моста 2,а с помощью модулятора 3 по-дает иа вход интегратора 5 напряжениес измерительной диагонали тенэомостах ф . Под действием скачка напряжения,вызванного переэарядом емкости б 5822352 ференцирующая НС-цепь, включеннаямежду выходом первого модулятора инеинвертируюцим входом интегратора,выход которого соединен со входомблока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Риг. ано Коставитель В. Ма1ехред Т.Маточк Редактор ор М, Кост имохин Тираж 988Государственногоелам нэобретений иМосква, Ж; Рауш ака дписно митета Соткрытийская наб. лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,93/831. Мартяшин А. И, и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля,и иэмеренйя; М., фЭнергияф, 1976, с, 287.2. Авторское свидетельство СССР В 577665, кл. Н 03 К 13/20, .1975 (прототип),