Преобразователь приращения сопротивления в частоту

Союз СоветскнкСоциалистическиРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е 894578)Заявлено 22,03.79 (2) 27402рисоединепием заявки М 51)М, Кл. 01 К 17/10 03 К 13/20 ЬсуаарстаниаН квнитвт ьССР в йлй зрвт 9 в ютрьий(7) Заявитель фимский н нст 4) ПРЕО ТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИ В ЧАСТОТУ Наиболее близки технической сущиос ватель сопроти влепи ния импульсов, соде выход которого сое рования импульсов ящнй из селектора Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть исполь зоваио при создании устройств с частотно-импульсным выходным сигналом для измерения приращения сопротивления н функционально-связанных с ннм неэлектриВ ческих величин.Известен частотный тензопреобразова тель, содержащий мостовую схему, усилитель разбаланса, схему сравнения и интегратор 1).Недостатком известного устройства является низкая точность за счет нелиней. ности преобразования, обусловленной нелииейностью неравновесного моста, а также15 нестабильности постоянной времени интегратора. к предлагаемому поти является преобразоя в частоту следоваржаший интегратор,динен с блоком формибратной связи, состоериодов, генератора импульсов и двухпозицнонного переключатели, причем управляющий вход селекторапериодов соединен с выходом устройства сравнения, к сигнальному входу подклю чен генератор импульсов, а к выходу управляющий вход двухпознционного переключателя, один вход которого соединен с источником напряжения и делителем нз образцового и измеряемого резисторов, другой вход - с общей шиной, а выходс инвертируюшим входом интегратора; усилитель постоянного тока с переключаемым коэффициентом усиления, сигнальный вход которого соединен с выходом делителя из образцового и измеряемого резисторов, управляющий вход подключен к выходу селектора периодов, а выход - к неинвер тнрующему входу интегратора 2 .Однако линейность характеристики преобразования известного преобразователя существенно зависит от точности установки коэффициента усиления н его стабильности, Кроме того, данное устройство позволяет измерять толькоабсолютное значе894578о 1 - резистор, включенный последовательно с измеряемым резистором;ЬК- изменение измеряемого резистора,Это напряжение через усилитель 7 разбвпвнса подается на инвертируюший вход й интегратора 8. Выходное напряжение интегратора 8 изменяется по линейномузакону со скоростью0( О (2)о гг го ние датчика, в то же время известно, чтв большинстве спучаев выходным параметром резистивных датчиков является приращение сопротивления, поэтому при малом приращении измеряемого сопротивления точность преобразования будет низковследствие малой чувствительности данного преобразователя, Таким образом,преобразователь обладает малым динамическим диапазоном измерения, которыйограничен снизу малой чувствительностью,а сверху - непинейностью преобразования,Цепь изобретения - повышение точности и расширение динамического диапазона измерения,5Указанная цель достигается тем, чтов преобразователь приращения сопротивпения в частоту, содержащий источникпостоянного напряжения, последовательно соединенные усилитепь и интегратор,выход которого через блок сравнениясоединен с управпяюпжм входом формирователя импульсов обратной связи, введеннеуравновешенный реэистивный мост, состоящий из трех постоянных и одногоизмеряемого резисторов, причем измерительная диагональ неуравновешенного резистивного моста соединена со входомусилителя, двигонвпь питания неуравновешенного резистивного моста подсоединеназак источнику постоянного напряженияа зажимы постоянного резистора, включенного последовательно с измеряемым,соединены со входами формирователя импульсов обратной, связи, выход которогоподключен ко входу интегратора.35Блок-схема преобразователя приращения сопротивления в частоту представлена на чертеже.Преобразователь содержит источник 1постоянного напряжения неуравновешенный резистивный мост 2 с тремя постоянными резисторами 3, 4 и 5 и однимизмеряемым 6, причем сонротивпения резисторов равны начальному значению 1 Ро, усилитель 7 разбапанса: интегратор 458, блок 9 сравнения и формирователь 10импульсов обратной связи.Преобразователь сопротивления в частоту работает спедуюшим образом.При приращении сопротивления резисторв Я на величину ЬК напряжение наизмерительной диагонали моста 2 равноЬК2(2 Р +Р)(1)где С =КС - постоянная времени интегратора 8;К- - коэффициент усиления усилитепя 7 еПо истечении интервала времени 1;, выходное напряжение интегратора достигает некоторого порогового уровня ( 0) При этом срабатывает блок 9 сравнения и запускает формирователь импульсов обратной связи нв время 10 Импульс обратной связи длительностью Ео ампли- тудой 0:Е (3)2%о +ьр,пропорциональной падению напряже цна резисторе 3, включенном последомтельно с измеряемым резистором 6 и сполярностью, противоположной попярностинапряжения О., также прилагается к инвертируюшему входу интегратора 8.Установившийся режим работы преобразователя характеризуется уравнением1ЯС,1 ; оО Й,С Чф 0После преобразования с учетом (1), (2),4(3) и Р получим функцию преобФ 1" ЬОразоввния,а%1 дкПредлагаемый преобразователь имеет линейную шкапу в широком диапазоне иь. менения измеряемого сопротивления. Кроме того, функция преобразования не зависит от стабильности постоянный времени интегратора и источника напряжения питания моста, Питание мостовой схемы источником постоянного напряжения поэво пяет освободиться от реактивных остаточ, ных параметров резистивного моста.Таким образом, предлагаемый нреоб разоватепь позволяет получить более точную информацию о величине приращения сопротивления измеряемого резистора. Формула изобретениягде Е номинальное значение выходногонапряжения источника 1 постоянного напряжения; Преобразователь приращения сопротивления в частоту, содержанщй источник по. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 45 пиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн стоянного напряжения, последоватепьносоединенные усилитель и интегратор, выход которого через блок сравнения соединен с управляюшим входом формирователя импульсов обратной связи, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона измерения, в него введен неуравновешенный реэистивный мост,состоящий иэ трех постоянных и одногоизмеряемого резисторов, причем измерительная диагональ неуравновешенного реэистивного моста соединена со входомусилителя, диагональ питания неуравнове 4578 Ьщенного реэистивно б моста подсоединена, к источнику постоянного напряжения, а зажимы постоянного резистора, включен ного последовательно с измеряемым, сое динены со входами формирователя импульсов обратной связи, выход которого подключен ко входу интегратора. Источники информации,1 ф принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР