Частотно-импульсный функциональный преобразователь сопротивления резистивного датчика

,В.А. (53) (56) У 77 идетельство СССР 1. к 27/00, 1978. ФУНКЦИОНАЛЬТИВЛЕНИЯ РЕя к измери ыть испольокодиапазон сопротивле СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ 4085451/206 А 5.8730.11.88. Бюл, 9 44 Н.Н. Барышевский, В.Д. Тесленко и С.В. Ляшенко 621317.2(088,8)Авторское св524. кл. 6 0(54) ЧАСТОТНО-ИИПУЛЬСНЫЙ НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПР ЗИСТИВНОГО ДАТЧИКА (57) Изобретение относит тельной технике и может зовано при построении ши ных измерителей активног ЯО 1441330 ния, для линеаризации характеристикирезистивных датчиков. Целью изобретения является повышение точности преобразования. При этом преобразование осуществляется обратно пропорционально зависимости частоты от квадратного. корня из значения сопротивления дат- чика, Это приводит к значительному уменьшению погрешности, вызванной влиянием паразитных емкостей. Преобразователь содержит источники 1 и 2 стабилизированного тока, ключи 3, 4 и 8, интеграторы 5 и 7, резистивный датчик 6, компараторы 9 и 12, источ-. ник 10 опорного напряжения, триггер 11. 4 ил.аИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении щирокодиапазоиных измерителей активного сопро 5.тивления, для линеаризации характеристик резистивных датчиков.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг. 1 приведена структурная 10схема предлагаемого устройства, нафиг. 2 - диаграммы, поясняющие егоработу, на фиг, 3 - принципиальнаясхема первого и второго интеграторов, а также показано подключение 15резистивного датчика к функциональному преобразователю, на фиг. 4подключение резистивного датчика почетырехпроводной схеме.Преобразователь состоит из источников 1 и 2 стабилизированного тока,выходы которых через первый и второйключи 3 и 4 связаны с первым интегратором 5, выход которого подключен к первой клемме для подключения 25резистивного датчика 6 (К), втораяклемма для его подключения связанас входом второго интегратора 7, через третий ключ 8 датчик связан свыходом интегратора 7 и одним из вхо 30дов первого компаратора 9, другойвход которого подключен к источнику1 О опорного напряжения (ИОН), а выход - к одному иэ входов КЯ-триггера 11. Другой вход триггера 11 соединен с выходом второго компаратора12, один вход которого связан с общей шиной, а другой - с первым выводом резистивного датчика 6, Выходтриггера 11 подключен к управляющим 40входам ключей 3, 4 и 8, а также является выходом устройства. Поз.13обозначена первая клемма для подключения датчика, а поз. 14 - вторая.Преобразователь работает следующим образом,В исходном состоянии триггер 11находится в таком положении, прикотором ключ 2 открыт, а ключи 4 и 8закрыты. На вход интегратора 5 поступает опорный ток 1, . Напряжениена выходе интегратора увеличиваетсяпо линейному закону1 ь " й, ,55огде к, - коэффициент преобразованияинтегратора 5,С - текущее время, С выхода интегратора 5 через резистивный датчик 6 протекает ток к входу интегратора 7. При этом к реэистивному да.тчику 6 прикладывается напряжение П, , Ток, протекающий через резистивный датчик 6, определяется выражением Ъ 1 х В х(3) Выходное напряжение интегратора 7 изменяется по следующему закону:- (4) где Е - коэффициент передачи интейгратора 7.Процесс продолжается до момента времени й , когда срабатывает компаратор 9. В этот момент Пт = 11 о (5) где Уд - выходное напряжение ИОН 10.Подставляя в уравнение (4) значения. иэ уравнений (3) и (5), получают 211 о В х(6) Сигнал с выхода компаратора 12 переключает триггер 11, и схема возвращается с исходное состояние. Далее процесс повторяется аналогичным образом.При 1 щ=-1 справедливо равенство(7) Частота следования импульсов на выходе преобразователя определяется соотношением В момент времени й, сигнал с выхода компаратора 9 переключает триггер 11, при этом ключ 3 закрывается, а ключи 4 и 8 открываются, В результате происходит разряд интегратора 7, а на вход интегратора 5 подается опорный ток 1 , противоположный по знаку току 1, . Напряжение на выходе интегратора 5 линейно уменьшается и, соответственно уменьшается напряжение на резистивном датчике 6. Это продолжается на протяжении интервала времени. Моментопределяется по срабатыванию компаратора 12."аПодставляя в (8) значения г, и из уравнений (6) и (7) получаютг-(9)2 2 БКСледовательно, выходная чаСтота преобразователя обратно пропорциональна квадратному корню из значе-. ния преобразуемого сопротивления: где Е - постоянная,Повьппение точности преобразованиядостигается эа счет изменения реализуемой устройством функциональнойзависимости Г = - . Основным техни,ГКческим преимуществом устройства является значительное уменьшение влияния паразитных емкостей измерительной цепи и соединительных проводов,которое осуществляется вследствиетого, что в предлагаемом устройствемаксимальному значению сопротивленияК резистивного датчика соответствует минимальное значение частоты изменения напряжения на датчике и минимальное значение частоты выходногосигнала (фиг, 2). В то же время приф больших эначепиях Кпаразитное емкостное сопротивление К намного боль ше сопротивления К и вносит весьма незначительную погрешность,Формула изобретенияЧастотно-импульсный функциональный преобразователь сопротивления о реэистивного датчика, содержащий дваисточника стабилизированного тока,выходы которых соответственно черезпервый и второй ключи подключены квходу первого интегратора, второй ийтегратор, вход которого через третий ключ соединен с его выходом ипервым входом первого компаратора,второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с первым входом КЯ-триггера,выход которого, являющийся выходомустройства, подключен к управляющимвходам первого, второго и третьегоключей, а второй вход соединен с 25чвыходом второго компаратора, первыивход которого соединен с общей шиной, о т л и ч а ю щ и й с .я тем,что, с целью повышения точности преобразования, первой клеммой для подключения исследуемого датчика является выход первого интегратора ивход второго компаратора, а второй -вход второго интегратора.. Заказ 6284/49 Тираж 77 ударственного м изобретений а, Ж, Раущс П но ПИ Г комитета Си открытийкая иаб., д е 4/5 3035 Мос.к Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,