Функциональный преобразователь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРесттубликОпубликовано 30. 12. 81. Бюллетень48Дата опубликования описания 30. 12. 81 ао делен изобретений и открытий(72) Авторь 1 изобретения7 Киевский ордена Ленина политехнический ин титут им,50-летия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к информационно-измерительной технике и автоматическому управлению, в частности к функциональным преобразователям, и может быть использовано при построении информационно-измерительных и управляющих систем. Известны функциональные преобразователи, используемые при построении инФормационно-измерительных систем, которые представляют собой преобразователи кода в напряжение интегрирующего типа, использующие в процессе преобразования итерационную аддитивную коррекцию погрешностей. Основными блоками в этих устройствах являются интегратор, схема выборки-хранения и ключи. В результате использования в этих структурах итерационной аддитивной коррекции погрешностей достигается высокая. точность преобразования при относительной простоте устройства и сравнительно низких требова 2ниях к элементам и блокам, входящимв их состав 1Недостатком этих преобразователейограниченность функциональных возможностей, в частности, невозмржностьпреобразования емкости в код.Наиболее близок по техническойсущности к предлагаемому преобразователь кода в напряжение, содержащийинтегратор с подключенными к его вы 1 оходу первым и вторым ключами, схемувыборки-хранения, включенную междувыходом интегратора и выходом преобразователя, источник эталонного напряжения, формирователь временных интервалов, соединенный с первым и вторым ключом и со схемой выборки-хране"ния, причем первы ключ соединен систочником эталонного напряжения, авторой ключ соединен с выходом преобразователя, и генератор эталоннойчастоты, подключенный к формирователю временных интервалов. В преобразователе осуществляется преобразованиеотношения двух кодов в напряжение с промежуточным преобразованием кодов во временные интервалы 21.Однако известный преобразователь не может быть использован для преоб раэования разности значений двух емкостей в цифровой код.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя за счет прямого преобразова ния разности значений двух емкостей в цифровой код.Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь, содержащий последовательно включенные 15 ,источник эталонного напряжения, первый ключ, интегратор и блок выборки-хранения, а также преобразователь кода в интервал времени, подключенный к первому ключу и к устройству управле О ния, а также второй ключ, подключенный к источнику эталонного напряжения и к устройству управления, причем выход блока выборки-хранения соединен с одним из входов интегратора, 25 а устройство управления соединено с ключом блока выборки-хранения, дополнительно введены компаратор и регистр, причем к одному входу компаратора подключен выход блока выборки-хранения, а второй вход компаратора соединен с общей шиной, а также включенные последовательно между источником эталонного напряжения и другим входом интегратора третий и четвертый35 ключи, а также пятый ключ, соединенный со вторым и четвертым ключами, а также первый конденсатор, подключенный между общей шиной и точкой соединения третьего и четвертого ключей, а.также второй конденсатор, подключенный между общей шиной и точкой соединения второго и пятого ключей, причем выход компаратора соединен с устройством управления, выходы которого со 45 ответственно соединены с регистром, с третьим, четвертым и пятым ключами, а выход регистра соединен с преобразователем кода в интервал времени. На чертеже приведена структурная схема устройства.Схема содержит источник 1 эталонного напряжения, через ключ 2 соединенный со вторым входом интегратора 3, выход которого соединен со входом 55 блока 4 выборки-хранения. Выход блокавыборки-хранения соединен с первым входом интегратора 3, Преобразователь,5 кода в интервал времени соединен с ключом 2 и с устройством 6 управления, подключенном к ключу 7, который соединен с источником 1 эталонного напряжения. Компаратор 8 соединен с устройством 6 управления. Выход регистра 9 соединен с преобразователем 5 кода в интервал времени. Регистр 9 соединен с устройством 6 управления. Один вход компаратора 8 соединен с выходом блока 4 выборки-хранения, а второй вход - с общей шиной функционального преобразователя. Ключ 10 соединен с источником 1 эталонного напряжения и с ключом 11, Ключ 12 соединен с ключами 7 и 11. Общая точка ключей 11 и 12 соединена с третьим входом интегратора 3, Одна обкладка конденсатора 13 соединена с общей точкой ключей 10 и 11, а вторая - с общей шиной функционального преобразователя, Одна обкладка конденсатора 14 соединена с общей точкой ключейи 12, а вторая - с общей точкой функционального преобразователя. Устройство 6 управления соединено с источником 1 эталонного напряжения, с ключами 10- 12, с ключом блока 4 выборки-хранения. Выход. функционального преобразователя 15 соединен с выходом регистра 9.функциональный преобразователь работает циклично.В каждом цикле осуществляется заряд конденсатора 14 (например эталонный конденсатор) от источника 1 эталонного напряжения отрицательной (положительной) полярности с последующим разрядом на интегратбр 3 заряд конденсатора 13 (например исследуемый конденсатор) от источника 1 эталонного напряжения положительной (отрицательной) полярности с последующим разрядом на интегратор 3; выборка выходного напряжения интегратора 3 блоком 4 выборки-хранения с последующим запоминанием в течение времени цикла; интегрирование интегратором 3 напряжения источника 1 эталонного напряжения (причем знак этого напряжения выбирается таким образом, что напряжение на выходе интегратора 3 и блока 4 выборки-хранения стремится к нулю)..С помощью регистра 9 осуществляется поразрядное уравновешивание напряжения на выходе блока 4 выборки-хранения: вначале записывается" 1" в старший разряд регистра 9 с по- мощью устройства 6 управления, Этот код поступает на преобразователь 5 кода в интервал времени и управляет ключом 2. Если произошла перекомпенсация (изменился знак напряжения на выходе компаратора 8), то "1" записывается в следующий разряд регистра, а в старшем разряде она стирается. Если перекомпенсации не было, то "1" в старшем разряде остается. Затем снова определяется знак напряжения на выходе компаратора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение на выходе блока 4 выборки-хранения не станет равным нулю или точнее, пока оно не падает в область нечувствительности компаратора), При этом можно доказать, цто код на выходе регистра 9 пропорционален разности емкостей исследуемого и эталонного конденсаторов. Если же отключить эталонный конденсатор, а вместо него поставить перемычку, то код на выходе регистра 9 будет пропорционален емкос. ти исследуемого конденсатора.Введение в устройство ключей, компаратора и регистра с соответствующими связями выгодно отличают предлагаемый функциональный преобразователь от известного, поскольку расаирены его функциональные возможности- преобразователь при достаточно высокой точности и простоте может быть использован непосредственно для преобразования емкости при разности двух емкостей в цифровой код, При этом значительно снижены требования к источнику эталонного напряжения.В результате, процесс контроля конденсаторов может быть легко автоматизирован, что приведет к повышению производительности труда и к уменьшению числа занятых контролем ю ей.Л Д формула изобретения функциональный преобразователь,содержащий последовательно включен ные источник эталонного напряжения,первый ключ, интегратор и блок выборки-хранения, а также преобразователь кода в интервал времени, под ключенный к первому ключу и к устройству управления, а также второй ключ,подключенный к источнику эталонногонапряжения и к устройству управления, причем выход блока выборки-храо нения соединен с одним из входов интегратора, а устройство управлениясоединено с ключом блока выборкихранения, о т л и ц а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за .счет прямогопреобразования разности значенийдвух емкостей в код, в него дополни- .тельно введены компаратор и регистр,причем к одному входу компаратора о подключен выход блока выборки-хранения, а второй вход компаратора соединен с общей шиной, а также включенные последовательно между источникомэталонного напряжения и другим выходом интегратора третий и четвертыйключи, а также пятый ключ, соединенный со вторым и четвертым ключами,атакже первый конденсатор, подключенный между общей шиной и точкой соеди- ЗО нения третьего и четвертого ключей,а также второй конденсатор, подключенный между общей шиной и точкойсоединениявторого и пятого ключей,причем выход компаратора соединен И со входом устройства управления,выходы которого соответственно соединнены с регистром, с третьим, четвертым и пятым ключами, а выход регистра соединен с преобразователем кода 40 в интервал времени.Источники информации,принятые во внимание пои экспертизек д,4/5 лиал ППП "Патент", г,уж ул,Проектная,11507/8 б ВНИИПИ Гос по делам 113035, Иоск