Калибратор напряжения

СОЮЗ СОВшюмл апреРЕСПУБЛИ А 315 6 05 Г САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 978.детелР 1/4НАПРталонненный ство СС1979ЖЕНИЯ,ого нап ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 121) 3394072/24-07(72) Ю.И.Сергеев, В.М.Лунин, В.И.Бе.да, 10.Н.Власенко, Ю,Н.Самарцев,В.К.Рощин, В.И.Русин, В.С.Артеменкои Ю,В.Бобков71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции53) 621,316.722,1(088.8 )156) 1. Патент США М 3646546,кл. С, 05 Р 1/44, 12. Авторское сви ь СРР 813382, кл. Ь 05 4(54)157 ) КАЛИБРАТОР Ясодержащий источник э н ряжения,выходом соеди с входомпервого коммутатора, выход которогочерез резистивную матрицу подключенк входу интегратора, куда также подключены первые силовые выводы первогои второго ключей, выход интеграторасоединен с первым входом узла выборкихранения, выход которого подключен квыходному выводу, преобразователькода во временной интервал, первыйвход которого соединен с входом дешифратора, выходом соединеннного с управляющим входом первого коммутатора, причем управляющий вывод первого ключа соединен с выходом преобразователя кода во временной интервал, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены регистр поразрядного уравновешивания, .компаратор, узел управления и второй коммутатор, причем один вход компаратора соединен с выходным выводом и с входом интегратора, другой вход компа ратора подключен к общей шине, а его выход соединен с входом узла управления, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа второго коммутатора, к второму входуФ преобразователя кода во временной интервал, к входу регистра поразрядного уравновешивания, а также К второму входу узла выборки-хранения, выход регистра поразрядного уравновешивания соединен с входом дешифра-Я тора, вход второго коммутатора соединен с выходом источника эталонного напряжения, а выход - с вторым силовым выводом первого ключа, причем второй силовой в 1 вод второго ключа подсоединен к клемме для под. кЛючения исследуемого напряжения, Изобретение относится к электротехнике, в частности к калибраторамнапряжения постоянного тока и можетбыть использовано при построенииинформационно-измерительных и управляющих систем,5Известен калибратор напряжения,представляющий собой преобразователькода в напряжение с промежуточнымпреобразователем кода во временнойинтервал.1 ОПреобразование временного интервала в нагряжение в этом калибратореосуществляется с помощью интегрирующего преобразователя с итерационнойаддитивной коррекцией погрешности, 15Благодаря такой структуре калибраторпри сравнительно небольшой аппаратурной сложности позволяет достичь высокой точности 13.Однако Функциональные возможностиподобных калибраторов невелики. Вчастности, их нельзя использовать длялинеаризации характеристик всякого ро-,дадатчиков, у которых выходная величина - напряжение.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсякалибратор напряжения, содержащийисточник эталонного напряжения, выходом соединенный с входом первогокоммутатора, выход которого через резистивную матрицу подключен к входуинтегратора, куда также подключеныпервые силовые выводы первого и второго ключей, выход интегратора соединен с первым входом узла выборки-хра нения, выход которого подключен к выходному выводу, преобразователь кода во временнои интервал, первый входкоторого соедине . входом дешифратора, выходом соединенного с управляю 4 Ощим входом первого коммутатора, причем управляющий вывод первого ключасоединен с выходом преобразователякода во временной интервал 2 1.Однако с помощью известного калибратора напряжения невозможно осуществить непосредственно преобразованиевыходного нарпяжения нелинейного датчика в код с одновременнойлинеаризациейего передаточной характеристики, чтосужает его Функциональные возможности"Целью изобретения является расширение Функциональных возможностейкалибратора напряжения.Поставленная цель достигается тем,что в калибратор напряжения, содержа щий источник эталонного напряжения,выходом соединенный с входом первогокоммутатора, выход которого через резистивную матрицу. подключен к входуинтегратора, куда также подключены 6 Опервые силовые выводы первого и второго ключей, выход интегратора соединен с первым входом узла выборки-хранения, выход которого подключен к выходному выводу, преобразователь кода во временной интервал, первыйвход которого соединен с входом дешифратора, выходом соединенного с управляющим входом первого коммутатора,причем управляющий вывод первого клюа соединен с выходом преобразователякода во временной интервал, введенырегистр поразрядного уравновешивания, компаратор, узел управленияи второй коммутатор, причем одинвход компаратора соединен с выходным выводом и с входом интегратора,,цругой вход компаратора подключенк общей шине, а его выход соединенс входом узла управления, выход которого подключен к управляющему входувторого ключа второго комМутатора,к второму входу преобразователя кодаво временной интервал,к входу регистра поразрядного уравновешивания, атакже к второму входу узла выборкихранения, выход регистра поразрядного уравновешивания соединен с входомдешифратора, вход второго коммутатора соединен с выходом источника эталонного напряжения, а выход - с вторым силовым выводом первого ключа,причем второй силовой вывод второгоключа подсоединен к клемме для подключения исследуемого напряжения. На чертеже приведена структурная схема калибратора напряжения,Схема содержит источник 1 эталонного напряжения, коммутатор 2, резистивную матрицу 3, интегратор 4 и узел 5 выборки-хранения, включенные последовательно, причем выход узла 5 выборки-хранения соединен с одним из входов интегратора 4, ДешиФратор б подключен к коммутатору 2. Узел 7 управления соединен с ключом узла 5 выборки-хранения. с Регистром 8 поразрядного уравновешивания, выход которого соединен с дешифратором б и с преобразователем 9 кода в интервал времени, Ключ 10 соединяет выход коммутатора 11 с входом интегратора 4. Узел 7 управления соединен с клю чом 12, коммутатором 11, преобразователем 9 кода в интервал времени с компаратором 13, один из входов которого соединен с выходом узла 5 выборки-хранения, а другой - с общей точкой калибратора напряжения. Входы коммутатора 11 соединены с выходами источника 1 эталонного напряжения. Ключ 12 соединяет вход калибратора напряжения с входом интегратора 4. Один из выходов калибратора напряжения выход линеариэованного кода) соединен с выходом регистра 8 поразрядного уравновешивания, а второй вы. ход калибратора напряжения выход линеаризованного напряжения) соединен с выходом узла 5 выборки-хранения.Калибратор напряжения работает в два этапа, каждый из которых сос,лонного напряжения, годключенного к резистору й.,Гак следует из уравнения преобразования ( б выходной код имеет две.й Т 5составляющие. Первая из них О.я т-с квопределяется измеряе 1 им напряжением,а вторая связана с первой определенной Функциональной зависимостью. Весь одиапазон измерения измеряемого напряжения 0 разбивается на поддиапазоны,в каждом из которых посредством дешифратора б, коммутатора 2 и резистивной матрицы 3 между входом интегратора 4 и выходом источника 1 эталонного напряжения включается соответствующий этому попдиапазону резис.тор, В результате В каждом поддиапазоне измеряемого напряжения О к основной составляющей М,( выходногокода определяемой выражением 1 эприбавляется или вычитается - взависимости от полярности Е;добавка. Совокупность всех добавок вовсем диагаэоне изменения входногонапряжения представляет собой кусочно-ступенчатую функцию, которой можно аппроксимировать различные нелинейные зависимости. Благодаря этомув результирующую зависимость выход- ЗОного кода И От измеряемого напя -жения Ох может быть введена нелинейность, компенсирующая нелинейность исследуемого датчика.Возможен также другой режим работы предлагаемого калибратора напряжения на втором этапе преобразования в случае, если необходимо пол учить линеаризованное калибрированное 1 напряжение на выходе схемы 5 выборки-хранения Оринеа з. В этом случае исключается йз цикла работы . интегрирование интегратором 4 компенсирующего напряжения в течение инт:.рвала времени компенсации Т,Введение в калибратор напряжениярегистра поразрядного уравновешивания преобразователя кода в интервалвремени, коммутатора, компаратораи двух ключей с соответствующими свя:ями выгодно отливает предлагаемыйкалибратор напряжения от известного,поскольку расшифрованы его функциональные гозможности - стало возможным непосредственное преобразованиевыходного напряжения нелинейногодатчика в код с одновременной линеаризацией его передаточной характеристики, а также преобразование типа нелинейное выходное напряжение датчика - линеаризованное напряжение ка-"либратора, что имеет большое значение в различных процессах авторегулирования,