Преобразователь значения емкости конденсатора в код

О П И С А Н И Е (1,892350.ИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическмкРеспублик(23)Приоритет " Опубликовано 23 е 1 2 е 81 ф Бюллетень Фт 47Вата опубликования описания 23.12.81 по делам нэабретеннйк открытнй(72) Авторы изобретения сковский ордена Ленина энергетичес институт) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА 8 КОД 1Изобретение относится ктельной технике, в частностронным устройствам измерениконденсатора, и может бытьв различных автоматическихтельных приборах,ерик злектемкостиримененозмеривыхо кон соед рого Известно устройство для преобра" зования значения емкости конденса" тора в напряжение постоянного тока, содержащее два синхронных переключателя, между перекидными контактами которых включен измеряемый конденсатор, их первые неподвижные контакты соединены со входами дифференциального повторителя напряжения, а вторы неподвижные контакты соединены с выходами блока источника образцового напряжения, разряжающий ключ параллельно соединенный с образцовым конденсатором, один выход которого соединен с неинвертирующим входом повто рителя напряжения, а другой соединен с нулевой шиной источника питания Г 13 Недостатком известного устроистваявляется низкая точность преобразования, обусловленная наличием у дифференциального повторителя напряжения смещения и тока смещения,Наиболее близким техническим решением,к изобретению является устройство для преобразования значения емкости конденсатора в напряжение постоянного тока, содержащее два синхронных переключателя, между перекиднымиконтактами которых включен измеряемый конденсатор, включенный последовательно с размыкающим ключом, ихпервые неподвижные контакты соединенысо входами дифференциального повторителя напряжения, а вторые неподвижныеконтакты соединены с выходами блокаисточника образцового напряжения,разряжающий ключ параллельно соединенный с образцовым конденсатором,один д которого соединен с образцовым денсатором, один вывод котоинен с неинвертирующим вхо92350ключи 4 и 5, переключатель б, измеряемый конденсатор (Сх) 7, ключ 8,образцовый конденсатор (Со), аналого-цифровой преобразователь 10, вычислительный блок 11, блок 12 управления,Процесс измерения емкости состоитиз четырех циклов. Вначале замыкают"ся размыкающий ключ 4 и ключ 8. Измеряемь 1 й конденсатор (Сх) 7 подключенк выходу операционного усилителя 2и приобретает заряд 3 8дом повторителя напряжения, а другойсоединен с нулевой шиной источникапитания, дифференциальный усилитель,один из входов которого подключенк выходу повторителя напряжения, адругой - к запоминающему конденсатору, второй вывод которого соединенс нулевой шиной источника питания,а также ключ, включенный между вхо"дами дифференциального усилителя 21.Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается,тем, цто в преобразователь значенияемкости конденсатора в код, содержа".щий источник постоянного напряжения,два операционных усилителя, переключатель., первый неподвижный выводкоторого соединен с первым входомодного из операционных усилителей,и с одной из обкладок образцовогоконденсатора, параллельно которомуподключен ключ, подвижный выводпереключателя соединен с одним иззажимов для подключения измеряемогоконденсатора, другой зажим для подключения измеряемого конденсатора,один из выходов источника постоянного напряжения, второй вход одногооперационного усилителя и один извходов аналого-цифрового преобразователя соединены с общей шиной, а выход аналого-цифрового преобразователя,соединен с вычислительным блоком,введены два размыкающих ключа, причемвыход источника постоянного напряжения через первый размыкающий ключ сое"динен со входом другого операционногоусилителя и с одним из выводов второгоразмыкающего ключа, вывод которогосоединен с общей шиной, а выход другого операционного усилителя соединенсо вторым неподвижным выводом переключателя, при этом другая обкладкаобразцового конденсатора соединенас выходом одного операционного усилителя и с другим входом аналого-цифрового преобразователяНа чертеже приведена функциональная электрическая схема преобразователя.На чертеже приведена функциональная электрическая схема преобразователя.Преобразователь содержит источник1 постоянного напряжения, операционные усилители 2 и 3, раэмыкающие О = Сх К Е,1где Е - напряжение источника пос тоянного напряжения;К - коэффициент усиления операционного усилителя 2,Образцовый конденсатор (Со) 9 пол.ностью разряжается.В течение второго цикла переключатель б подключает измеряемый конденсатор (Сх) 7 ко входу второгооперационного усилителя 3. В резуль"тате измеряемый конденсатор (Сх) 7разряжается до напряжения смещенияоперационного усилителя 3 Ем, аобразцовый конденсатор (Со) 9 приобретает заряд= СхК Е " Сх Е +1 май,зогде Ьй - продолжительность второгоцикла,1 см- ток смещения операционногоусилителя 3,35Напряжение на выходе операционногоусилителя 3 составит:( Сх- Есм = Еоыф Со СоСх смСМСоСоеЕ ( - -1)+ - .дСЗначение этого напряжения преобразуется аналого"цифровым преобразователем 10, в код Й и записывается впамять вычислительного блока 11.45 В течение.третьего цикла замкну"ты размыкающий ключ 5 и ключ 8,изменяемый конденсатор (Сх) 7 подключенк выходу операционного усилителя 2.В результате измеряемый и образцовыйконденсаторы 7 и 9 полностью разряжаются. В тецение четвертого цикла измеряемый конденсатор Сх 7 подклюцается ко входу операционного усилителя 3.55 Если длительность этого цикла равнадлительности второго цикла л С, то выходное напряжение операционного усилителя в конце цикла составит"еыи см Со СоЗначение этого напряжения преобразуется аналого-цифровым преобразователем 10 в код й и записывается впамять вычислительного блока 11.,Разность напряжений Оыи Оыхсоставит и СхО - О,д К - Е =й -В 4Значение емкости (Сх) измеряемого конденсатора 7 вычисляет вычислительный блок 11 по алгоритму:и -и"Сх Со Формула изобретенияПреобразователь значения емкости конденсатора в код, содержащий источник постоянного напряжения, два операционных усилителя, переключатель,гпервый неподвижный вывод которого соединен с первым входом одного из операционных усилителей, и с одной иэ обкладок образцового конденсатора, параллельно которому подключен ключ, подвижный вывод переключателя соединен с одним из зажимов для подключе,ния измеряемого конденсатора, другой Ьзажим для подключения измеряемогоконденсатора, один из выходов источника постоянного напряжения, второйвход одного операционного усилителяи один из входов аналого-цифровогопреобразователя соединены с общейшиной, а выход аналого-цифровогопреобразователя соединен с вычислительным блоком, о т л и ч а ю щ и йв с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введеныдва размыкающих ключа, причем выходисточника постоянного напряжения че-рез первый размыкающий ключ соединен1 ф со входом другого операционного усилителя, и с одним из выводов второгоразмыкающего ключа, другой вывод которого соединен с общей шиной,а выходдругого операционного усилителя соеди"20 нен со вторым неподвижным выводомпереключателя, при этом другая обклад"ка образцового конденсатора соединенас выходом одного операционного усилителя и с одним входом аналого-.цифровофф го преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе892350ИИПИ Заказ 11244/67 раж 735 Подписное илиал ППП "Патент", .Ужгород.ул,Проектна