Частотный преобразователь для тензодатчиков

"Р 1 ЩДо ЦОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИГсй й,ля системЭнергия иг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Мартяшин А.И. Преобразователэлектрических параметров дконтроля и измерения. - М.1976, с.389,Авторское свидетельство СССРВ 892713, кл. Н 03 М 1/60, 1980.(54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯТЕНЗОДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и мо;кет бытьиспользовано при создании средствдля вывода информации с датчиков физических величин, выполненных по мостовой схеме. Изобретение позволяетповысить точность и упростить устройство. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий источник 1питания, тенэомост 2, интегратор 3,блок 4 сравнения, формирователь 5импульсов, накопительный элемент 8,выполненный на конденсаторе, и токоограничивающие элементы 9 н 10, выполненные на резисторах, введены токоограничивающие элементы 11 и 12,выполненные на резисторах. 2 ил,1 136899Изобретение относится к цифровойэлектроиэмерительной технике и можетбыть использовано в измерительныхсистемах и системах контроля и управ 5ления, использующих тензометрическиедатчики различных величин с мостовойизмерительной цепью.Цель изобретения - повышение точности преобразователя и его упрощение,На фиг,1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит источник 1 питания, тензомост 2, интегратор 3,блок 4 сравнения, формирователь 5 импульсов, ключи 6 и 7, накопительныйэлемент 8, выполненный на конденсаторе, и токоограничивающие элементы9 - 12, выполненные на резисторах,интегратор 3 выполнен на операционномусилителе 13 и конденсаторе 14.Диаграммами 15 - 19 показаны напряжения в узлах схемы. 25Под действием напряжения разбаланса тензомоста (ТМ) выходное напряже-,ние интегратора 3 линейно.уменьшается.В момент времени со выходное на- ЗОпряжение интегратора 3 достигает порогового уровня блока 4, которое срабатывает и воздействует на Формирователь 5, по сигналу с которого вданный момент времени размыкается35ключ 6, а в момент времени с, замыкается ключ 7, В результате конденсатор 8, который был заряжен до значения Я =БС 8, где 11 - напряжение источника 1, Сд -емкость конденсатора 4 О8, подключается первой обкладкой кобщей точке соединения резисторов 9и 10 и начинает разряжаться через резистор 9, вследствие чего выходноенапряжение интегратора 3 начинаетувеличиваться. Конденсатор 8 остаетсяподключенным к данной точке в течениеинтервала длительность которого достаточна для полного разряда конденсатора от напряжения Б до П , размер которого определяется соотношением резисторов 9 - 11: Р +В, +В55В момент времени с размыкается ключ 6, а в момент времени с замыкается ключ 7 и конденсатор 8 оказывается подключенным к второму входу1 гтенэомоста. С момента времени с выходное напряжение интегратора 3 начинает линейно убывать до момента достижения порогового уровня, после чего процесс преобразования повторяется,Поскольку заряды конденсатора 14 от действия напряжения разбаланса ТМ за время Т +с =Т цикла преобразования и от разряда конденсатора 8 равны, но противоположны по знаку, то будет справедливо следукнцее равенство: дП В 2 В 1 2(9)(9 0)(9 102 С 4 ПдП -Б дП 2 2 2 2 Т - (1)14 ( 9 1 о Во ) 14 где 0 - среднее значение напряжеРния на конденсаторе 8 завремя с- напряжение источника питания ТМ; 6 Б==Б - напряжение раэбаланса ТМ,Дозированная порция заряда, которую передает конденсатор 8 интегратору, определяется значениемЧр (П Пост ) С 8(2) С другой стороны, данную порциюзаряда можно определить через токразряда(3) 1 Р сР (11 о Пост где 1 - среднее значение тока разряГда конденсатора С за ин 8тервал времени с,Учитывая, что Р ссК й, следова 9тельно, можно пренебречь частью тока разряда конденсатора 8, ответвляющегося через резистор 10, можно определить значение 0(4) Р 9 Произведя последовательные подстановки выражений (4) и (3) в выражение (1), после некоторых преобразований получают: г= е( + Ва ЗВ 3 1 к1368991 Во + и ) Сн где К =К,+К.5В случае отсутствия необходимостив введении и регулировке смещениярезисторы 11 и Р. следует выбиратьиз соотношения К=Й =К. Тогда функцияпреобразования устройства принимаетвид:с,( - + - ) . (6) К 6 К и 2 (К, +К)к с 15Изменением соотношения резисторов Е и Рн н результат преобразования можно вводить смещение, т,е, задавать начальную частоту преобразования или исключать нлияния нежелательного на 20 чального разбаланса тензомоста, изменением сопротивления резистора 12 можно осуществлять регулировку чувствительности преобразования по отношению к напряжению разбаланса тензомос та, что повышает точность.Введение смещения осуществляется без шунтирования измерительной схемой тензомоста 2. Кроме того, устройство обладает вдвое меньшим по сравнению30 с известным устройством количеством коммутирующих элементов,ф о р м у л а изобретения Частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник питаия, выходы которого соединены соотетственно с первым и вторым входами тензомоста, интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и является выходной шиной, перный и второй выходы формирователя импульсов соединены соответственно с управляющими нходами первого и второго ключей, информационные входы первого и второго ключей объединены и соединены с первым выводом накопительного элементаУ выполненного на конденсаторе, выход первого ключа соединен с первым входом гензомоста, выход второго ключа соединен с первым выводом первого токоограничинающего элемента, выполненного на резисторе, второй токоограничивающий элемент, выполненный на резисторе, перный вывод которого соединен с инвертирующим входом интегратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения, введены третий и четвертый токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, первые выводы которых объединены и соединены с инвертирующим входом интегратора, второй вывод третьего резистора является общей шиной, второй вывод четвертого резистора соединен с первым входом тензомоста, первый выход которого соединен с неинвертирующим входом интегратора, второй выход - с общей шиной, второй вход - с вторым выводом конденсатора и вторым выводом первого резистора, первый вывод которого объединен с вторым выводом второго резистора.1368991 Составитель А,ТитовТехред А. Кравчук Корректор О. Кравцо едактор И,Дербак Подписное Заказ Производстненно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектна 6 Тираж 928ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р митета ССС крытийская наб.