Преобразователь емкости, индуктив-ности и сопротивления b напряжениепостоянного toka

ОПИСАНИЕИ ЗОЗРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сокез Советски кСециаиистическикееспублнк(51 2) Заявл 29, 11. 79 (21) 2845293/18-21 исоединением заявки М О Р 27/ 03. К 13/Гвсвдврстввввмй ввмвтет СССР вв делам иввбрвтвивй в втврктвй3) Приор ет етень М 20 02.06.81публ ковано 30,05,81, Бюпубликования описан 21.31 088.8 Да 72) Авторы изобретен и Л. Николайчук, Р. 3. Шептебань и роэлект пециальное конструкторское бюро мики приборостроения(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ, ИНДУКТИВНОСТИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГТОКА нык во.Изобретение относится к,измерительной технике и может быть использовано в цифровых радио- и электроизмерительньтк приборах.Известен измеритель электрической емкости с масштабным преобразователем5 амплитуды, содержащий генератор напряжения переменного тока, масштабный элемент, измерительный операционный усилитель, опорный операционный уси".то лионель, детекторы, устройство сравне- ния напряжения постоянного тока 111,Недостатками данного измерителя являются зависимость результата измерения от нестабильности работы детек" торов, ограничение функциональных возможностей измерением только емкостей и низкая помехозащищенность.Наиболее близким по технической сущности к. предлагаемому является 2 преобразователь емкости, ищуктивности и сопротивления в напряжение постоянного тока, обеспечивающий повышение помехозащищенности и расширение функциональных воэможностей и содержащий генератор белого шума, измерительную це 1 ть, источник опорного напряжения, последовательно соединенные умножитель и интегратор, устройство сравнения напряжения, формирователь временных интервалов и .устройство управления 2.Недостатками данного преобразователи являются наичие погрешности статизма и ограничеттие функциональ 3 можностей использованием в качестве генератора тестового воздействия генератора шума.ЦелЬ изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в ттреобразователь емкости индуктивности и Сопротивления в напряжение постоянного тока, содержащий измерительную цепль, твсточник опорного напряжения, последовательно соединенные умно- житель и интегратор, один из входов(8) Формула изобретения Преобразователь емкости, индуктивности и сопротивления в напряжение по 55стоянного тока, содержащий измерительную цепь, источник опорного напряже- ния, последовательно соединенные умно- житель,и интегратор, один из входов умножителя соединен с выходом измериумножителя соединен с выходом измерительной цепи, введены генератор тестовых сигналов, формирователь ортогонального сигнала, операционный усилитель, два согласованных полевых транзистора, 5 образцовые конденсатор и резистор, причем затворы полевых транзисторов соединены и подключены к выходу интегратора, а сток первого полевого транзисторасоединен с одной иэ об кладок образцового конденсатора и со4 вторым входом умножителя, другая обкладка образцового конденсатора поцключена к земле, а исток первого полевого транзистора через Формирова тель ортогонального сигнала соединен с выходом генератора тестовых сигналов и со входом измерительной цепи, при этом сток и исток .второго полевого транзистора соединены соответственно 20 с выходом и входом операционного усилителя, вход которого через образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя - с выходным зажимом преобра зователя. На чертеже приведена электрическаясхема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит генера 30тор 1 тестовых сигналов, источник 2опорного напряжения, Формирователь 3ортогонального сигнала, операционныйусилитель 4, согласованные полевые,транзисторы 5 и 6, уравновешивающуюцепь 7, измерительную цепь 8, умножитель 9 и интегратор 10.Преобразователь работает следующимобразом,В зависимости от.характера объекта40измерения (емкость, индуктивность,сопротивление) конфигурация измерительной цепи изменяется, а уравновешивающей цепи 7 остается постоянной.Для удобства рассмотрим случай, прикотором в качестве генератора 1 тестовых сигналов служит генератор гармонического сигнала с выходным напряжением О (й) = 1 звей. В этом случае на выходе 3 получаем напряжение50Од(Й) =созе, ортогональное с напряжением генератора 1 тестовых сигналов. Это напряжение поступает наодин из входов уравновешивающей цепи 7. На выходе измерительной цепи 8получаем напряжение О,(й) = О з 1 п(ФйФ 4+Ч 1), а на выходе уравновешивающейцепи 7 О(1) = О сов (ю 1 +Ч) . Напряжения О (й) и О 4 поступают на входы3 06 Фумножителя 9, с выхода которого сигнал поступает на вход интегратора 10, где формируется напряжениеО (с)=О,Н) О+д=- М дз 1 п И, -). ,4" (1) Это напряжение поступает на управляющий вход уравновешивающей цепи 7, где изменяется величина сопротивления полевого транзистора 6 Р и соответствен 0но - постоянная времени этой цепи Г =Й С до тех пор, пока не выполнится условие баланса(2)Так как полевые транзисторы 5 и 6 идентичны и управляются одним и тем же напряжением, то Й = Ро, С выходаиисточника 1 опорного напряжения на сопротивление Й 1 поступает напряжение постоянного тока Чо, вызывающее протекание тока 1 о= через полевой тран 001зистор 5, который создает на выходе операционного усилителя 4 напряжениеЧо 1, Чд 1Ч =- - . Р = - х (3)ЙОС 0При измерении емкости Сх (2 = Йо,11 Е =, - ), индуктивности 1. (Е = .1 ЫХ 11 аСХ 1 Е = Й 0) и сопротивления Й(Е = Й ф. Х" г =;- -постоянные времени измери 3 аЧ.отельнои цепи соответственно равны:7, =ЙС; (4)(9). Так как любой сигнал может быть представлен в виде суммы гармонических составляющих, то преобразователь работает аналогично и при других видах тестового воздействия,5 83460 тельной цепи, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор тестовых сигналов, формирователь ортогональногосигнала, операционный усилитель, два согласованных полевых транзистора, образцовые конденсатор и резистор, причем затворы полевых транзисторов соединены и подключены к выходу интегратора, а сток первого полевого транзистора соединен с одной из обкладок образцового конденсатора н со вторым входом умножителя, другая обкладка об-. разцового конденсатора подключена к 15 земле, а исток первого полевого транзистора через формирователь ортогонального сигнала соединен с выходом генератора тестовых сигналов и со входомизмерительной цепи, при этом сток иисток второго полевого транзистора соединены соответственно с выходом и входом операционного усилителя, вход которого через образцовый резистор соединен с выходом источника опорногонапряжения, а выход усилителя - с выходным зажимом преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Акцептованная заявка ЯпонииУ 4811070, кл, 0 01 В 27/00, 10.04.73,2. Авторское свидетельство СССРУ 43991 б, кл. Н 03 К 13/20, 13.12.72Составитель Л, Сотниковадактор Л, филь Техред Е.Гаврилешко Корректор каз 4098 71 2ВНИИПИ Госуда го копо делам и ий и113035, Москва, , ушскаФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 73 рственно зобретен ЖРа Подписное,митета СССРоткрытийя наб., д. 4/54 а