Устройство для преобразования параметров датчика в скважность импульсов

(5 ОПИСА ТЕЛЬСТВУ 371787/24-218.12.817.02,88, Бюл,ензенский по 21) ульсов относит ельной техники 2) 5ехнический ин змерен помощь еличиных пояет по хеме дв (сить т Чернецов,ния, а такж можных изме нии ство СССР02, 1979.во СССР00, 1977.БРАЗОВАНИЯАЖНОСТЬ ИМи им ре да образовани ажность им ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ А ВТОРСНОМУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕПАРАМЕТРОВ ДАТЧИКА В СКПУЛЬСОВ(57) Устройство для препараметров датчика в "к ОБРЕТЕНИ Устроиство преобразова Рующнй блоксоединенные обеспечивае длительност ного сигнал ны активной сопротивлени к области измери может быть использоях неэлектрическихдатчиков, включенолюсника, и позв ность преобразоваширить диапазон во параметров датчика. жит измерительныйдатчиком, масштабие схемы сравнения, одным триггером, и ельное формирование ульса и паузы выходвисимости от величиктивной составляющих с чика. 2 ил, 1372247Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях неэлектрическихвеличин с помощью параметрическихдатчиков.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг. 1 показана электрическаясхема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит измерительныйпреобразователь 1, первый выход которого соединен с первыми входами двухсхем 2 и 3 сравнения, выходы которых 1 Гсоединены с входами триггера 4, Вторые входы схем 2 и 3 сравнения соединены соответственно с выходами масштабирующего блока 5.Измерительный преобразователь 1 20выполнен на усилителе 6, выход которого является первым выходом измерительного преобразователя 1. Датчик 7соединен с выходом усилителя 6 и другим выводом с двухполюсником 8, другой вывод которого соединен с входомусилителя 6. Точка соединения датчика7 и двухполюсника 8 образует второйвыход измерительного преобразователя1. Вход усилителя 6 через двухполюсник 9 соединен с выходом первой схемы2 сравнения.Иасштабирующий преобразователь 1также выполнен на усилителе 10 и содеРжит делитель на резисторах 11 и12 в цепи отрицательной обратной связи, а вход усилителя 10 через резистор 13 соединен с вторым выходом измерительного преобразователя 1,Устройство работает следующим образом,Допустим, что датчик 7 с сопротивлением Хр выполнен по последовательной схеме замещения с активным Ки индуктивным 1. параметрами. 45Характер сопротивления Хо, первого двухполюсника 8 и сопротивленияХ второго двухполюсника 9 - катушекиндуктивности 1.о, на входе усилителя6 и 1 , включенной последовательно цс датчиком 7 в цепь ООС усилителя 6,совпадает с характером сопротивления 1,При включении питания благодаряналичию положительной обратной связина выходе схем 2 и 3 сравнения появ 1ляются напряжения амплитудой Б и Бсоответственно, например, отрицательные.В этом случае сигнал усилителя 6описывается выражением Б ( с) =11 -- +Б1+1.о 2 КуптЭтот сигнал подается параллельно на входы схем 2 и 3 сравнения. Одновременно с второго выхода усилителя 6 (с элемента 1 о 2 ) напряжение, описываемое выражением 1 о 2уптэ( )2 1,04подается на вход масштабирующего блока 5, имеющего коэффициенты передачи и, для сигнала, поступающего на второй вход схемы 2 сравнения, и и 2 - для схемы 3 сравнения, При этом,(2)1 о 1 о 4 1 досрабатывает схема 2 сравйения и сменяет полярность выходного сигнала.Далее процесс повторяется,Из уравнений (1) и (2) получаемКТ =(и,-и102 Т 1 1, -- (и, -1)4 Т" и, -и Тгде Т = -- ,Т4Если характер сопротивления второго опорного элемента совпадает с сопротивлением Кэлемента схемы замещения датчика, то в этом случае(при ии,1) 1.К+Ко 2и ( с) -ц=ц --- "уптэ 1 1 гоа на вход масштабирующего блока 5подается сигнал 1 оУсловия срабатывания схем 2 и 3сравнения записьваются в виде 1. К+Ко Т Ко 2 Т 1 К+ККо 20 +П Ы Т П - -Ти 2 1 о 1 о 1 о- ---- -=-(1- - у);Ког(иг и ) 4 4 Т Т1- Т (3) 104 Т" Ког(и -и,)С учетом влияния конечного значения коэффициента усиления (АФоо) усилителя 6 условия равенства сигналов на входах схем 2 и 3 сравнения в случае двух двухполюсников 1,о, и5после разложения экспоненциальной составляющей в ряд Тейлора и ограничиваясь двумя членами разложения (как и ранее) записываются в виде 20Ы(1 л+1 о 1) БАК лТл 1 о (1+А)(4) Формула изобретения 25 о(1+А)+ л+1 ог 1 А(1 д+1.у ) БАКлТл 1 ол (1+А)ой(1+А)+1 л 1 о, о,( А)+1 л 1 о 7 БА 1. юг и1 о (1+А)+1 л+1 о 2Из уравнений (4) и (3) следует, 30 что погрешность преобразования от действия рассматриваемого фактора по параметру 1,х равна нчлю, а по К1. х1+- 351+АТак, например, при 1,/1., =0,5 и А=10=0,00157Аналогичным образом получается,что во втором случае, когда второй 40двухполюсник выбран Крг, данная погрешность преобразования по параметруравна нулю, а по периметру 1, примерно втрое меньше, чем в известном устройстве, 45Погрешность от действия конечногозначения входного сопротивления и полосы пропускания усилителя 6 в предлагаемом устройстве также значительноменьше по сравнению с известным. 50 При преобразовании параметров емкостного датчика, представляемого последовательной схемой замещения из КС -элементов и включаемого в цепь ООС усилителя 6 последовательно с двухполюсником К и двухполюсником К , на входе усилителя 6. получаем: 55 Кл-и )К, С,В случае, если второй двухполюсник С , а первый Кто при и игТ 1-и+Сог /Сл ТКлСогВо всех рассмотренных случаях погрешность неидеальности усилителя 6 также существенно снижается или устраняется полностью.Таким образом, введение новых элементов - масштабирующего и второго двухполюсника с соответствующими изменениями структуры устройства позволяет устранить влияние погрешностей, обусловленных неидеальностью параметров операционных усилителей, включаемых в измерительную схему, в частности параметров усилителя 6. Устройство для преобразования параметров датчика в скважность импульсов, содержащее измерительный преобразователь, первый выход которогосоединен с первыми входами двух схемсравнения, выходы которых соединеныс входами триггера, а вторые входыпервой и второй схем сравнения соединены соответственно с первым и вторымвыходами масштабирующего блока, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности, масштабирующий блок выполнен в виде усилителяс реэистивным делителем в цепи отри,цательной обратной связи, причем выход усилителя является первым выходоммасштабирующего блока, точка соединения резисторов делителя является вторым выходом масштабирующего блока,а вход усилителя через резистор соединен с вторым выходом измерительногопреобразователя, выполненного в видеусилителя, к выходу которого, являющемуся первым выходом измерительногопреобразователя, .подключен датчик,соединенный с двухполюсником, подключенным другим выводом к входу усилителя, причем точка соединения датчика и одного двухполюсника являетсявторым выходом измерительного преобразователя, а вход усилителя черездругой двухполюсник соединен с выходом первой схемы сравнения,1372247Составитель А.Васильев Редактор Н,Тупица Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско Заказ 477/37 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, .Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4