Устройство для измерения неэлектрических величин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Фс 1й ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СТ(21) 33771791(71) Харьковскийтехнический инстина 18-28 Р 43 а Ленина полим. В. И. Лениодключаемыи ход втор источни о тригге ку сигнала внешпегедипен с управляющиимпульсов и первь Входом ления счетчик м входом рой вход счетчика ерсивно к опорн ора, источщылолнен упра мерительный дом дешиф напряжени первичный а ля емь реобр входу зов инен к первомупосредствен тель по теграто ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) 1. Яшин А.А Измерение текущихи средних толщин пленок бесконтактным методом,-"Измерительная техника."., Р 4, 1972.2. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровыхвычислительных устройств, 11 "Энер,гия", 1975, с. 369 (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯНЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащеепервичный измерительный преобразователь, интегратор, подключенный кнему первым входом компаратор, источник опорного напряжения ,соединенный с вторым входом компаратора,два триггера, первый из которы; первым входом связан с выходом компара.тора, автогенератор, элемент И,первым входом соединенный с выходомавтогенератора третьим - с выходомпервого триггера, счетчик импульсов, счетным входом связанньш с выходом элемента И, вых;.Дом . - с первымвходом второго триггера, дешифратор,801055958 А подключенный к нему отсчетный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерений, оно снабжено вторым и третьим элементами И, инвертором, реверсивным счетчиком, выход компаратора подключен к инвертору, четвертому входу второго элемента И и управляющему входу источника опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом интегратора , выход второго триггера соединен с вторыми . входами всех элементов И и вторым входом первого триггера, выход которого связан с третьими входами второго и третьего элементов И , выход . инвертора соединен с четвертым входом третьего элемента И, первые входы всех элементов И объединены, второй которого связан с выходом второгоэлемента И, третий - с выходомтретьего элемента И, выход - с вхо105511(1 обрете 1 а(е относится к измерительной технике и может быть использованодля измерения различнь 1 х неэлектрических величин, в частности перемещений,деформаций и т,п. 5Известно устройство для измеренияперемещений, .содержащее автогенератор, датчик, подключенньй к автогенератору, опорный генератор, индикат р 1.1Недостатком устройства являетсясравнительно невысокая точность измерений, обусловленная нелинейнойзависимостью частоты автогенератораот изменения выходного параметра датчика, а также зависимостью выходногосигнала от температуры.Наиболее близким техницеским решением к изобретению является устройство для измерения неэлектричес. ких величин, содержащее первичныйизмерительный преобразователь, интегратор, подключенный к нему первымвходом компаратор, источник опорного напряжения , соединенный с вторым входом компаратора, два триггера,первый из которых первым входом свя -зан с выходом компаратора, автогенератор, элемент И,первым входом соединенный с выходом автогенератора, третьим - с выходом первого триггера,счетчик импульсов, счетнь:и входомсвязанный с выходом элемента И, выходом - с первым входом второго триггера, дешифратор и подключенный кнему отсчетный блок2 1.35Недостатком известного устройстваявляется недостаточная точность измерений, связанная с наличием ключей на входе интегратора, что обуславливает зависимость результатов измерений от внешних условий, например температуры,Цель изобретения - повышение точности измерений.Р 45Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для измерениянеэлектрических величин, содержащеепервичный измерительный преобразователь, интегратор, подключенный кнемупервым входом компаратор, источник опорного напряжения, соединенныйс вторым входом компаратора, два триггера, первый из которых первымвхо(ом связан с выходом компаратора,автогенератор, эг,(ме:1 г И, первым входом соединенный с выходом автогенера 1)рд, третьим - . выходом первого11(ЪР(1 1 Е ГЧ 11( 11 МН(;15(О 13 СЧЕТНЬ 1 л вх(дом свяч(1 нныш с выходом элемента И ,выходом - с первым входом второ" го триггера, дешифратор, подключенный к нему отсчетн 1 й блок, снабжено вторым и третьим элементами И , инвертором, реверсивным счетчиком, выход компаратора подключен к инвертору,четвертому входу второго элемента И иуправляющему входу источника опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом интегратора, выход второго триггера соединен с вторыми входами всех элементов И и вторым входом первого триггера, выход которого связан с третьими входами вто" рого и третьего элементов И, выход инвертора соединен с четвертым входом третьего элемента И, первые входы всех элементов И объединены , второй вход второго триггера, подключаемый к источнику сигнала внешнего управления, соединен с управляющим входом счетчика импульсов и первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого связан с выходом второго элемента И, третий - с выходом третьего элемента И, выход - с входом дешифратора, источник опорного напряжения выполнен управляемым, а первичный измерительный преобразователь подключен к первому входу интегратора непосредственноНа чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения неэлектрических величин.Устройство содержит первичный измерительный преобразователь например тензометрическнй, включенный по схеме неравновесного моста. Преобразователь 1 содержит, например,измерительный 2 и компенсационный 3 датчики, включенные в смежные плечи неравновесного моста 4. Измерительная диагональ моста 4 подключена к амплитудному детектору 5, а диагональ питания - к автогенератору 6. Выход первичного измерительного преобразователя 1 связан с первым входом интегратора , подключенного к компаратору 8, вторые входы интегратораи компаратора 8 соединены с выходом/источника 9 опорного напряжения. Лвтогенератор б через элементы И 10-12 связан со счетчиком 13 импульсов и реверсивным счетчиком 14, Первый триггер 15 первым входом соединен с выходом компаратора 8 и входом инвертора 1 Ь, выходом - с третьими входами всех элементов И, Второй триггер5время 1 в счетчик поступает число импульсовФ.,о1055958 ьра 6 на счетчики 3 и 14. Переднийфронт очередного импульса компаратора8 устанавливает уровень логического"М=1 г Т формированиедлится до перепо,импульсов. Если1при достижении этона выходе счетчика Т13 а време счетчик счетчик интерв лнення емкост 30 сла импульсов кает импульс который й вход тригустанавливао отрицательной полярностпоступает на установочныгера 17 и на его выходеется уровень логическогвыход триггера 17 подклювходам всех элементовлогического "О" на выходпрохождение импульсов а ен к вторым потенциал х запрещает огенерато В это время на четвертом входе элемента И 11 потенциал логического "0".Во время второго такта интегрирования Сг , когда на выходе компара;тора 8 имеется положительное напряжение, потенциал логической единицына четвертом входе. элемента И 11и импульсы автогенератора 6 поступают, через этот элемент на вычитающнйвход реверсивного счетчика 14. Количество этих импульсовСй =. - г т,Ь)Суммарное число импульсов, считанное за два такта продолжительноетью Ф + С г, равно разности коли 1чества импульсов, поступивших в первом и втором тактах, ТиТр ц 1 - 11-ьй О хоение устройства без включ у интег ни я ором браз равляющих ключеи межд и первичным измерител вателем обеспечивает чность измерений. ным пре- повышенную т Поэтому в соответствии с уравнениями (2), (3), (6) н (7) число импульсов, поступивших в реверсивный счетчик 14 за время Ти равноцх у (8)Из уравнения (8) следует, что формирование интервала времени Т м и заполнение временных интервалов С и Сг от одноГо автогенератора 6 привоСф дит к тому, что нестабильность его частоты не влияет на результат измерения. Это позволяет использовать простой автогенератор без стабилизации частоты кварцевым резонатором. Результат измерения счетчиком 14 числа импульсов через дешифратор 18 передается на отсчетный блок 19, Таким образом, напряжение в измерительной диагонали неравновесного моста 4 пропорционально числу импульсов, сосчитанных в течение постоянного интервала времени Ти1055958 оставитедь Ю, Петраковскийехред С.Мигунова Корректор, А, П Редактор . сеи одни си ака ал ППП "Патент", г. Ужгород, у 9285/31 Тираж 602ВНИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Раушска а СССР ытийнабе, д.