Преобразователь электрического сигнала мостового датчика в частоту

(19) (11) 01 ОЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК(51) Н 03 К 13/2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СССР.03 78 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных .машин, приборов и средств измерениямасс(56) 1. Иартяшин А .И. и др. Преобразователи электрических параметровдля систем контроля и измерения, М .,(прототип),ь(54)(57) 1, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА МОСТОВОГО ДАТЧИКАВ ЧАСТОТУ, содержащий мостовой датчик, измерительная диагональ которого подключена к входу масштабногоусилителя, интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, и делитель частоты, первый выходкоторого подключен через источникзнакопеременного напряжения к диагонали питания мостового датчика, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения диапазона выходныхчастот в сторону высоких частот, в него введены первый и второй модуляторы, триггер и блок фазирования, причем вход первого модулятора подключен к выходу масштабного усилителя, а выход - к входу интегратора, вход второго модулятора подключен к . выходу источника знакопеременного напряжения, а выход - к второму входу компаратора, первый и второй входы блока фазирования подключены соответственно к первому и второму выходам делителя частоты, а первый и второй выходы блока фазирования подключены соответственно к входам установки нуля и единицы триггера, причем тактовый вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, инверсный и прямой выходы триггера Подключены соответственно к управляющим входам первого и второго модуляторов, а вход делителя подключен к выходу формирователя импульсов.2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок фазирования выполнен двухканальным, при этом каждый из каналов выполнен на последовательно соединенных дифференцирующей цепочке, ограничителе и инверторе, причем входы дифференцирующих цепочек подключены соответственно к первому и второму входам блока фазирования, первый и второй .выходы которого подключены соответственно к выходам инверторов,Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах,для измерения неэлектрических величин, например силы, крутящего момента и т.д.Известен преобразователь параметров мостового датчика с переключением направления интегрирования11.Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон выходных частот, обусловленный влиянием распределенных параметров датчика.Известен также преобразователь электрического сигнала мостового датчика в частоту, содержащий мостовой . датчик, измерительная диагональ которого подключена к входу масштабного усилителя, интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора, первый вход которого подключен к выходу интегратора, Формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, и делитель частоты, первый выход которого подключен через источник знакопеременного напряжения к диагонали питания . мостового датчика 2 .Недостаток данного преобразователя - ограниченный диапазон выходных частот, обусловленный ограниченным динамическим диапазоном цифроаналогового преобразователя.Цель изобретения - расширение диапазона выходных частот в сторону высоких частот.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь электрического сигнала мостового датчика в часто ту, содержащий мостовой датчик, из" мерительная диагональ которого подключена к входу масштабного усилите" ля, интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора, формирователь импульсов, вход которо го соединен с выходом компаратора, и делитель частоты, первый выход которого подключен через источник знакопеременного напряжения к диагонали питания мостового датчика, введены первый и второй модуляторы, триггер и блок фазирования, причем вход . первого модулятора подключен к выходу масштабного усилителя, а выходк входу йнтегратора, вход второго модулятора подключен к выходу источника знакопеременного напряжения, а выход - к второму входу компаратора, первый и второй входы блокафазирования подключены соответствен.но к первому и второму выходам делителя частоты, а первый и второй выхо.ды блока фазирования подключены соответственно к входам установки нуля и единицы триггера, причем тактовый вход триггера подключен к выходуФормирователя импульсов, инверсный 30 5 и прямой выходы триггера подключены соответственно к управляющим входам первого и второго модуляторов а вход делителя подключен к выходу Фор" мирователя импульсов.Кроме того, блок фазирования выполнен двухканальным, при этом каждый из каналов выполнен на последовательно соединенных дифференцирующей цепочке, ограничителе и инвер 20 25 Зо торе, причем входы дифференцирующих,/ цепочек подключены соответственно к первому и второму входам блока фазирования, первый и второй выходы которого подключены соответственно к выходам инверторов,На Фиг, 1 представлена функцио" нальная схема преобразователя; на фиг, 2 - временные диаграммы работы элементов устройства; на фиг, 3- Функциональная схема блока фазирования.Преобразователь содержит мостовой датчик 1, к выходу которого подключен ду компаратора 6. Модулятор 3 выполнен на ключах 12 и 13, инверторе 14 и сумматоре 15, вход масштабного усилителя 2, модулятор 3, вход которого подключен квыходу масштабного усилителя, модулятор 4, интегратор 5, вход которогоподключен к выходу модулятора 3, авыход - к первому входу кьмпаратора 40 6, формирователь 7 импульсов, входкоторого подключен к выходу компара"тора 6, а выход - к тактовому входутриггера 8, делитель 9 частоты, входкоторого подключен к выходу формирователя 7, а выходы - к входам блока10 фазирования. Выходы блока 10 фази"рования подключены к входам установ"ки нуля и единицы триггера 8, выходыкоторого подключены к управляющим. входам модуляторов 3 и 4. Первый выход делителя 9 частоты подключен квходу источника 11 знакопеременногонапряжения, выход которого соединенс диагональю питания мостового датчикаи с входом модулятора 4. Выход 55 модулятора 4 подключен к второму вхо.26301 Таким образом, при каждой сменеполярности импульс с одного из выходов блока 10 фаэирования запрещаеточередной переброс триггера импуль"сом с Формирователя 7, т.е. триггеростается в положении, предшествующеммоменту сменыполярности, происходит 55тем самым изменение очередности работы ключей (фиг. 2). Затем на интервале Т, работа схемы происходит также, как на интервале Т 4 . 3 10а модулятор 4 - на ключах 26 и 17,инверторе 18 и сумматоре 19.Блок 10 фазирования (фиг. 3) содержит два идентичных канала, первый иэ которых выполнен на последовательно соединенных дифференцирующей це" почке 20, ограничителе 21 и инверто-.ре 22, а второй - на последовательно соединенных дифференцирующей це" почке 23, ограничителе 24 и инверторе 25.Преобразователь работае следующим образом.Пусть положение делителя 9 частоты соответствует интервалу преобразования Т , при котором источник 11 знакопеременного напряжения и масштабный усилитель 2 выдают положитель.ное напряжение (фиг. 2), Пусть также в момент С 4 после очередного срабатывания компаратора 6 импульс с формирователя 7 импульсов перебросил по тактовому входу триггер 8 в поло" жение, соответствующее положительному уровню напряжения на прямом выходе Ц триггера 8 и нулевому уровню на инверсном выходетриггера 8. Блок фазирования по обоим выходам выдает положительное напряжение, сигнал с выхода Я триггера открывает ключ 12 модулятора 3 и ключ 16 модулятора 4, при этом ключи 13 и 17 модуляторов закрыты. На выходах сумматоров 15, 19 и; следовательно, на выходах модуляторов 3 иЬ появляется положительное напряжение. Выходное напряжение интеграт ра 5 начинает линейно изменяться в сторону отрицательных значений. При равенстве в моментабсолютных значений напряжений на входах компаратора 6 последний перекидывается, а Формирователь 7 . импульсов перебрасывает триггер 8 в нулевое положение по первому выходу Ц, при этом на втором выходе Ц, триггера появляется положительное напряжение. Импульс с выхода формирователя 7 импульсов проходит на выходную шину и на делитель 9 частоты. Выходные.потенциалы триггера 8 открывают.ключи 13 и 17 и закрывают ключи 12 и 16. Отрицательные сигналы с выходов инверторов проходят соответственно через открытые ключи 13 и 17. Отрицательный сигнал, появляющийся на входе интегратора 5, интегрируется, пока выходное напряжение интеграто" ра, подаваемое на первый вход компа- ратора 6, не будет равно по модулю напряжению, подаваемому.с вцходамодулятора ч. При равенстве сигналовна входах компаратора, последний перекидывается, формирователь 7 выдает 5 импульс, который снова перебрасываеттриггер 8, выходные потенциалы триг"гера .открывают ключи 12 и 16 и закрывают ключи 13 и 17. Процесс повторяется, пока не появится импульс на 10 выходе делителя 9 частоты, которыйустановит на выходе источника 11знакопеременного напряжения отрицательное напряжение, т.е. в момент.1 начнется интервал Т (фиг. 2).15В момент изменения полярности навыходах делителя 9 частоты происходит изменение потенциала: на одномиэ выходов изменяется от нулевогоуровня до положительного уровня, на 20 другом - от положительного уровня донулевого. Эти изменения потенциаловпоступают на дифференцирующие цепочки 20, 23 (фиг, 2) блока 10 фазирования. Так как изменение уровней на 5 входах дифференцирующих цепей происходит при смене полярности в противоположные стороны, на вход ограничителей 21 и 24 уровня поступают сигналы противоположной полярности, ОгЗО раничители пропускают только положительные импульсы, поэтому при смене полярности импульс поступает только на один из инверторов 22 или 25., Импульс, прошедщий на инвертор, открывает его, и происходит формирование импульса на одном из выходов, блока 10 Фазирования. Импульсы с выходов блока 10 фазирования поступаютна первый вход "1" и на второй вход 4 р "0" триггера 8. Если на первый вход"1" триггера 8 приходит импульс, тотриггер по выходу Я остается в положении "единица", несмотря на приходимпульса на тактовый вход триггера.45 Если импульс поступает на второйвход "0" триггера, то триггер повыходу Я остается в положении "ноль",1026301 4 Ьа Благодаря отличительным признакам изобретения верхняя выходная частота не ограничивается как в известном . устройстве, .динамическим диапазоном цифро-аналогового преобразователявследствие чего можно расширить дивпазон выходных частот. Верхняявыходная частота в предлагаемом устройстве может ограничиваться лишь быстроф действием элементов преобразователя./ Тираж 93 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Иосква, МРаущская наб. . 4/5