Преобразователь разбаланса дифференциальных датчиков в интервал времени

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 190181 (21) 3240562/18-21 511 М. КП.З с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет -Н 03 К 13/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 071282. Бюллетень Йо 45 Дата опубликования описания 0712. 82(71) Заявитель 54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗБАЛАНСА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬННХ ДАТЧИКОВ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИИзобретение относится к контролю параметров радиоэлектронной аппаратуры и параметров различных технологических процессов с помощью диФФеренциальных датчиков.Известны устройства для преобразования выходных величин дифференциальных датчиков в унифицированные сигналы, содержащие частотнонезависимую мостовую схему, плечи которой образуют рабочую и компенсационную половину датчика, а также опорные элементы. Напряжение с измерительной диагонали несет информацию о выходной величине датчика и с целью повышения точности обычно используется для управления уравновешиванием моста1).Недостатки таких устройств - нелинейность функции преобразования, а также невысокое быстродействие, что существенно ограничивает их использование для исследования быстропротекающих процессов.Известен преобразователь разбалан. са дифференциальных датчиков, содержащий два опорных элемента, делитель напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с входом ин тегратора и первым входом суммато=ра 21.едостаток устройства заключаетсяв том, что выходной сигнал зависитне только бт информативного параметра ЬС но и от паразитного сопротивления К)Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь разбалансадифференциальных датчиков в интервалвремени, содержащий два опорных элемента, делитель напряжения, выходкоторого соединен с первым входом.компаратора, выход которого соеди-.нен с входом интегратора и первымвходом сумматора, введены два операционных усилителя, дополнительные компаратор и сумматор, причем выход компаратора подключен к входу делителянапряжения, выход дополнительногокомпаратора соединен с вторым входомсумматора, выход которого подключенк первому входу дополнительного компаратора и к общей точке половин дифференциального датчика, выходы которого подключены к входам операционных усилителей, в цепи отрицательныхЗО ,обратных связей которых включены опорПреобразователь работает следующим образом.В момент включения напряжения пи О тания на выходах компараторов 1 и 9 устанавливается напряжение, равное + ОО . Таким образом, на выходе сумматора 3О = - (О + О ) = - 20),55ЗТ о оЭтонапряжение подается на общую точку половин дифференциального датчика 5, представленной схемой замещения для одной ветви КСи для другой.Выходной сигнал усилителя б имеет вид 20, с 20 ОС.ЭИХ б В Сь 65 ные элементы, а их выходы подключены к первому и второму входам дополнительного сумматора, третий вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к вторым входам.компаратора и дополнительного компаратора.На Фиг. 1.приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя, на Фиг. 2 в временные диаграммы, поясняющие его работу. 10Преобразователь разбаланса дифференциального датчика в интервал времени содержит компаратор 1, делитель 2 напряжения, сумматор 3, интегратор 4, дифференциальный датчик 15 5, представленный четырехэлементной схемой замещения, первый операционный усилитель б с опорным элементом, выполненным в виде конденсатора емкостью Сб в цепи отрицатель О ной обратной связи, второй операционный усилитель 7 с опорным элементом, выполненным в виде конденсатора емкостью С 1 в цепи отрицательной обратной связи, дополни тельный сумматор 8, дополнительный компаратор 9. При этом выход компаратора 1 дополнительно соединен с входом пассивного делителя 2 и одним из входов сумматора 3, сигнал с выхо да сумматора 3 подают на один из входов дополнительного компаратора 9 и на общую точку половин дифферен циального датчика 5, а с выходов дифФеренциального датчика 5 на соответствующие входы операционных усилителей б и 7. Сигналы с выходов операционных усилителей б и 7 поступают соответственно на два входа дополнительного сумматора 8, на третий вход которого поступает сигнал с вы хода интегратора 4, а выход дополнительного сумматора 8 подключен к другому входу дополнительного компаратора 9, причем выход дополнительного компаратора 9 подключен к входу сум матора 3. Аналогичным образом выходной сигнал усилителя 7 имеет видеых 1 ВАС 1 с 1Напряжение с выхода компаратора 1 подают еще и на вход интегратора 4, Напряжение с выхода интегратора 4 имеет видО, - ОВЬИ 4 Ю Сгде С - постоянная времени интеграИтора 4.Также это напряжение компаратора 1 подают на делитель 2 напряжения скоэффициентом деления и , напряжение с выхода делителя имеет видВЫХСигналы, поступающие на входы дополнительного сумматора 8, суммируются с коэффициентами О ,-(-1), 1 8441.1 ф 1 Х 7 иых 4Напряжение с выхода дополнительного сумматора 8 имеет вид0 ИЬсХ 1 Е 10 ИЫХг ОИыхь Иь 643,20 й 2 Од СД 2 Ц с 20 осхх бЕсли величины С 6 С= С , то20 о 1 1 20 ои й О =- О ( - - - ) + - (С - С. )+ О -с ц вд с хогКоэффициент деления и выбирается таким, чтобы дополнительйый компаратор 9 изменил выходное напряжение на противоположное раньше, чем компаратор 1. На дополнительном компараторе 9 происходит сравнение напряжений с выхода дополнительного сумматора 8 и с выхода сумматора 3, в момент равенства этих напряжений происходит изменение полярности напряжения на выходе дополнительного компаратора 9. Равенство напряжений поступает в момент времени1В момент времени 1, с выхода дополнительного компаратора 9 получа ем -О Тогда с выхода сумматора 3 на дйфференциальный датчик поступает напряжение равное нулюОО-О=О.ЬЬЮХ, Ь оТогда напряжение с выхода операционных усилителей б и 7 будетТЦьй,ЬЫХ 6 Хо .И , 8 Х 6На выходе дополнительного сумматора 8 имеем22011 й 2 01ЫХ 8 ХСЬ 8 Х Са ОЪ8 л 20 о ь 1 1СИз условия определения равенстванапряжений на входах дополнительногакомпаратора 9 следует 20 о, 1 1 с, О с()= 20 0" (С. СХ).В " б О т, СоТаким образом,20О :О, - -о - - 20 - - (с - с). Эы хют Гд 2 и ф соНа компараторе 1 напряжение О ц сравнивается с напряжением, поступающим с выхода делителя 2, и для момен. та времени с, когда происходит равенство напряжений на входах компаратора 1, имеем 10 15 и О =о - ,- о -- 20 - - -(с - с) . йа. й 20 у и й 0 ОГд а Го Со Х Из этого следует 2 Йи с - с Г (п. +2)+ - в(с - с) и сос " с =фар (2 + п) + - ДХ.2 ГииТаким образом, интервал времени,Равный разности времени срабатывас:Г (и + 2)+ " с 252 ГЧ,и а. С ХОПри переключении компаратора 1 ,цикл повторяется с обратными знаками для напряжений.При использовании индуктивногодиф З 0 ференциало.датчика, представленного двухэлементной последовательной схемой замещения для каждой области, причем для первой олотки активное/сопротивление йХ, ин ,к вность , 35Идля второй КХ иХ опорными элементами служат индуктивности 1 Схема включения представлена на фиг. 3При этом опорные элементы включают на входах операционных усилителей, а 40 каждая обмотка дифференциального датчика подключена соответственно в цепь отрицательной обратной связи каждого из операционных усилителей, При этом описание работы устройств остается без изменения, а выходная величина описывается выражением ния компаратора 1 и дополнительного компаратора 9, определен только информативным параметром дифференциальноГо датчика. Следует отметить, что в результате технологического процесса у дифференциальных датчиков ВХФ КХ, данный преобразова тель позволяет полностью устранить их влияние на выходной, параметр.. Формула изобретенияПреобразователь разбаланса дифференциальных датчиков в интервал времени, содержащий два опорных элемента, делитель напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с входом интегратора и первым входом сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования в него введены два операционных уси лителя, дополнительные компаратор и сумматор, причем выход компаратора подключен к входу делителя напряжения, выход дополнительного компаратора соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к первому входу дополнительного компаратора и к общей точке половин дифференциального датчика, выходы которого подключены к входам операционных усилителей, в цепи отрицательных обратных связей которых включены опорные элементы, а их выходы подключены к первому и второму входам дополнительного сумматора, третий вход которого подключен к выходу интегратора, а выход.- к вторым вхедам компаратора и дополнительного компаратора.Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРР 561909,кл, Н 03 К 13/20, 1977,2. Авторское свидетельство СССР9 420117, "кл. Н 03 К 13/20, 1974.Подписноомитета СССРоткрытийкая наб д, 4/5 Тираж 959Государственногоелам изобретенийМосква, Ж, Рауш