Преобразователь сопротивления в частоту импульсов

19) (1 6697 1 К 27/О ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЭОБР И ОБРЕТ О ъ 3 В 4 фдщ жет соп Цель изме чате ительныи резисторы 2 и 4,зистор 3, переклютегратор 13, блоференциальный усние интегратораным усилителемсировать влияниедифференциальног тво ССС02,ли 9 - 12 сравнения ль 15, Со дифференц воляет ск н- диф- инеили13 ТИВЛЕНИ п омпе я к инфохинке и м жения смещенителя 15. 2 а о ус СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬС(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРВ ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относитсмационно-измерительной те ть использован тивления резист изобретения - п еобразования, У табилизатор 1 т о для измерения орных датчиков. овышение точносстройство содерока, эталонные45 Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для непосредственного или дистанционного измерения5 сопротивления резисторных датчиков (например, терморезисторов), особенно в условиях ограничения допустимой мощности рассеяния в датчике.Цель изобретения - повышение точности преобразования путем компенсации влияния напряжения смещения дифференциального усилителяНа фиг.1 представлена блок-схема преобразователя сопротивления в час тату импульсов; на Фиг.2 - временная диаграмма его работы (кривые 1, 2 - соответственно У = без учета и с учетом 1., дифференциального усилителя 15), 20Преобразователь сопротивления в частоту импульсов (фиг.1) содержит стабилизатор 1 тока, эталонный резистор 2, измерительный резистор 3, эталонный резистор 4, соединительные 25 провода 5-8, переключатели 9-12, интегратор 13, блок 14 сравнения, дифференциальный усилитель 15, причем один вход переключателя 9 соединен с первыми выводами стабилизатора 1 и 30 резистора 2, другой его вход - с вторым выводом стабилизатора 1 и первым выводом резистора 4, один вход перек. лючателя 10 соединен с первым выводом провода 5 и одним входом переключателя 11, другой вход переключателя 11 соединен с первым выводом провода 7, один вывод переключателя 12 соединен с первым выводом провода 6, дру гой вход переключателя 12 соединен с другим входом переключателя 1 О и первым выводом провода 8, вторые выводы проводов 7, 8 соединены с первым выводом измерительного резистора 3 и вторым выводом резистора 4, вторые выводы проводов 5 и 6 соединены с вторыми выводами резисторов 2 и 3, управляющие входы переключателей 9 - 12 объединены и соединены с выходом блока 14 сравнения, первый вход ко торого соединен с выходом переключателя 9, а второй вход - с выходом интегратора 13, инвертирующий вход кото рого соединен с выходом.переключателя 10, а неинвертирующий - с инверти рующим входом усилителя 15 и выходом переключателя 12, неинвертирующий вход усилителя 15 заземлен, а выход соединен с выходом переключателя 11. Преобразователь работает следующим образом.Работа происходит в два этапа. Впроцессе преобразования сопротивленияв частоту импульсов ток 1 с выходастабилизатора 1 тока создает падениенапряжения на эталонных резисторах2, 4, а также на измерительном резисторе 3.В течение первого этапа работыпроисходит заряд интегратора 13, который является двувходовым: один еговход - инвертирующий, а другой - неинвертирующий.Пусть выходной сигнал блока 14сравнения такой, что переключатели 9,.11, 12 находятся в единичных, а переключатель 1 О - в нулевом, состояНиях. Это означает, что переключатели 9-12 находятся в замкнутом состоянии, При изменении полярности выходного сигнала блока 14 сравнения напротивоположную состояния переключа-.телей 9-12 также меняются на противоположные, т.е. переключатели 9, 1,12 переходят в нулевое состояние, апереключатель 10 - в единичное.В течение интервала ,(фиг.2)обеспечивается подключение одного вывода резистора 3 Я ) через сопротивление соединительного провода 6 и.сопротивление замкнутого переключателя12 к инвертирующему входу дифференци"ального усилителя 15, выход которогочерез сопротивления соединительногопровода 5 и замкнутого переключателя11 подключен.к входу дифференциального усилителя 15,В связи с тем, что неинвертирующий вход операционного усилителя 15подключен к земляной шине, а сам усилитель 15 оказывается охваченным отрицательной обратной связью, то потенциал земли в течение интервалаподдерживается на первом выводе измерительного резистора 3,Напряжение смещения 1 на выходедифференциального усилителя 15 вносит погрешность в передачу земляногопотенциала в соответствующие точкиизмерительной схемы. Пусть П =1Для указанной на фиг.1 полярноститока 1 стабилизатора 1 начиная смомента С, на вход блока 14 сравнения начинает поступать напряжение1 2, + 11,; соответственно, на инвертирующем входе интегратора 13 появляется напряжение -1 Р+ П которое(5) 3 13 снимается с второго вывода резистора 3, на неинвертирующем входе интегратора 13 - напряжение 11Начинается процесс заряда интегратора 13. Этому процессу соответствует участок кривой А В (фиг,2) и следующее выражение:(1)л 1 С 1 оК П4 огде й = , - С, - время заряда;- постоянная интегратора 13.После соответствующих преобразований нетрудно получить: 2 К,Кх(2)В точке В (фиг.2)напряжение на выходе интегратора 13 сравнивается с пороговым напряжением блока 14 сравнения, происходит срабатывание блока,что в свою очередь, приводит, к изменению состояния переключателей 912 на противоположные. Теперь ужеземляной потенциал с учетом,погрешности, обусловленной наличием напряжения смещения П, передается навторой вывод резистора 3.Происходит разряд интегратора 13.Для интервала С,1 процесс разрядаможно представить в виде кривой В СПри этом справедливо следующее соотношение:Фт,в,+и 1 (1,+и,) а +1+л П 1 ТОК о +П 1 ю1 где 1 = й - 1, - время разряда;- постоянная интегратора.5После некоторых преобразованийимеем следующее выражение:2 КР(4)учитывая, что с = т получим сле 3 Рдующее выражение для окончательногорезультата измерения;щТ Е +й 2 КТаким образом, из анализа выраже ния (5) видно, что наличие напряженияБ на выходе дифференциального усилителя 15 не влияет на результат преобразования.Поскольку Б , операционного усили теляТсм (2 К+ 2 К.,п ), (6)где Т - входной ток операционногоусилителя 15;К , - сопротивление замкнутого 25 ключа;К, - сопротивление линии связи,нетрудно показать, что напряжение навходе интегратора 13 в основном определяется при выполнении неравенства ЗО (6) в течение 1 и 2-го этапов работыпреобразователя величиной ПсмФормула изобретения Преобразователь сопротивления вчастоту импульсов по авт.св9 132701, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения точностипреобразования, второй вход интегра 40 тора соединен с инвертирующим входомдифференциального усилителя,1366970 Составитель В.АнтохинРедактор АЛаковская Техред Л.Сердюкова КорректорА.Тяс Подписикомитета СССРи открытийушская наб., д Тираж 772 И Государственного делам изобретений 5, Москва, Ж, Р аказ 6836/46 130 д,ул.Проектная,4 венно-полиграфическое предприят