Преобразователь сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНДУКТСЖЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий ген.ератор. опорного напряжения, дпорный элемент , усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен кондуктометрический датчик, ключ, задатчик интервала времени, причем управля1С№1 й выход генератора опорного напряжения соединен с входс задатчика интервала времени, вьвсод которого соединен с управлякидим входом ключа , выход интегратор, соединенный .вшкзяок с: одним из входов весового сумматора, опорный элемент подключен к входу усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повшиения точности , выход генератора опорного напряжения одновременно соединен с другим входом весового сумматора и входом интегратора, выход весового сумматора соединен с другим выходом опорного элемента, а выход усйг лителя постоянного тока соединен с :входс 4 ключа. .. О 01 4 СО ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) з(Я) 01 Ф 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

Ф \

°

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3421740/18-21 (22) 13.04.82 (46) 15.11.83. Бюл. 9 42 (72) M.Ã.Àíó÷èí, В.И.Кулапин и А.И.Мартяшин (71) Пензенский политехнический институт (53), 621.317.73(088.8) (56) 1. Эгытейн С.Л. Цифровые приборы и системы 4ля измерения параметров конденсаторов. М., "Сов.радио", 1978,.с. 15, рис. 1. З.д.

2. Авторское свидетельство СССР

В 493021,кл. G 01 27/02,1982 прототип) 1 (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ COIIPOTHBЛЕНИЯ КОНцУКТОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

В НАПРЯЖЕНИЕ, содериащий генератор.. опорного напряиения, опорный элемент, усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен кондуктометрнческий датчик, ключ, задатчик интервала времени, причем управляющий выход генератора опорного напряжения соединен с входом задатчика интервала времени, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход интегратор, соединенный выходом с: одним из входов secosoro сумматора, опорный элемент подключен к входу усилителя постоянного тока, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью повыюения точности, выход генератора опорного нацряиения одновременно соединен с другим входом весового сумматора и входом интегратора, выход весового

l2 сумматсра соединен с другим выходом опорного элемента, а выход уси.-. лителя постоянного тока соединен с входом ключа.

1054795

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в кондукто" метрии, при построении измерительной удельной электропроводности растворов, работающих с бесконтактными емкостными кондуктометрическими датчиками.

Известно устройство для измерения параметров двухполюсников, содержащее генератор синусоидального сигна- IO ла, операционный усилитель, амплитудный детектор., фазовращатель, два синхронных детектора, два логометра 1), Недостатком этого устройства явля-15 ется возможность его использования ,лишь для измерения двухэлементных двухполюсников.

Известен также преобразователь трехэлементных двухполюсников, соде ..хащий генератор опорного напряжения, задатчик интервалов времени, опорный элемент, усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен исследуемый двухполюсник, кондуктометрический датчик, представляющий собой последовательное соединение конденсатора С1 и параллельной цепи, состоящей йз конденсатора С 2 и резистора R . (см.фиг.1) дифференциаторы, ограничитель напряжения два интегратора, ключ, инвертирующий масштабный преобразователь, весс вой сумматор и сумматор(2 j.

Недостатком преобразователя явля- З5 ется относительно низкая точность преобразования сопротивления Й в напряжение, обусловленная неидеальностью характеристик и нестабильностью параметров функциональных 40 звеньев.

Цель изобретения — повышение точности преобразования сопротивления кондуктометрическаго датчика в напряжение. 45

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение, содержащий генератор опорного напряжения, опорный элемент, усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен кондуктометрический датчик, ключ, задатчик интервала времени, причем управляющий выход генератора опорного напряжения соединен с входом задатчика интервала времени, вйход которого соединен с управляющим входом ключа, а выход интегратора, соединенный выходом с одним из входов весового суммматора, опорный 60 элемент подключен к входу усилителя постоянного тока, введены дойолнительные связи, генератор опорного напряжения, выходом одновременно сое-, динен с другим входом весбвого сумма;Я тора и входом интегратора выход весового сумматора соединен с другим выходом опорного элемента, а выход усилителя постоянного тока соединен с входом ключа.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя, на фиг.2 — схема замещения.

Схема состоит из генератора опорного напряжения 1, интегратора- 2, весового сумматора 3, опорного элемента C 0-4, усилителя постоянного тока 5, кондуктометрического датчи;:а 6, представленного схемой замещения ((cM.фиг.2). ключа 7, за-! датчика интервала времени 8. При этом генератор опорного напряжения 1 соединен с интегратором 2 и одним входом весового сумматора 3, выход интегратора 2 соединен с другим входом весового сумматора 3, выход .весового сумматора 3 соединен с выводом опорного элемента 4, другой вывод которого соединен с входом усилителя ,постоянного тока 5, в цепь обратной связи которого подключен кондуктометрический датчик 6, выход усилителя постоянного тока 5 соединен с входом ключа 7. Управляющий выход генератора опорного воздействия 1 соединен с входом задатчика интервала времени 8, выход задатчика интервала времени 8 соединен с управляющим входом ключа 7.

Работа преобразователя сопротивления кондуктометрического датчика в напряжение происходит следующим образом.

По сигналу "Пуск" с генератора опорного напряжения 1 на вход интегратора и. на один из входов весового

I сумматора 3 подается опорное напря- ,жение Uð(Ü). Выходной сигнал интег-. ратора 2 будет иметь вид

1 ьь!х о

"и где Г - текущее время, V — постоянная времени интегра° И тора.

Сигнал с выхода интегратора 2 поступает на другой вход весового сумматора 3. Весовые коэффициенты суммирования соответственно равны для сигналов с генератора опорного напряжения 1, а для сигналов с выхода интегратора а, где М вЂ” безразмерная величина, определяеМая следующим об;разом. Напряжение с выхода весового сумматора будет р ,у (zt

Ъ О 7и или, переходя к изображению в операторной форме (а

Ъ p t

V (pJ:pU 1- д-) (3) 1054795 ц(p) = i (4l г(Р} ат !РС, С 3С Я аС4 .

"1(р)= с с Щ= и 1 н с с

{)р . +(Й (9}

Ot0

-u I< =о, "и

1 р 9

С

С2, 1

RC Йс 2

{ Ч (о) р сО («l

Составитель В.Стукан

Редактор О.Колесникова Техред;Ж. Кастелевич Корректор О. Тигор

Заказ 9100/52 Тираж 710 Подписное

Вниипи Государственного комитета сссР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Этот сигнал подается через опорный элемент С -4,на вход усилителя поа стоянного тока 5, выходной сигнал которого в:: операторной форме описывается выражением

Ц4(}=-u,(Р} ЦР) где К(р) — функция передачи, определяемая как отношение гдето(Р} - операторное сопротивление кондуктометрического датчика.

С

1 2 (() a - pC + „{ .}

a+

Функция передачи усилителя постоянного тока 4 имеет вид, Ср Р СО i Cр Р К{Р}= + .

С, 1 С С R „., < С2 Р, 1

ВС RC

2 2 QC2 (б}

Таким образом, выходной сигнал уси.лителя .постоянного тока 4

0 (р1=-0 (- . + x д, с, с, Р7„С1 Р+ 1 С1 С2 Р

РС2

Временная зависимость выходного сигнала имеет вид 1

С RC СР RC2 Со (ц — ÎЕ 2 + — Oe + О с„

1 а, 4

RC C RC

x(q-8 1 «+ас (<-е )ГИ1 2

RC gC

"и — — 1

RC

<(Rc5-бМС2

10 напряжение на выходе ключа ! Интервал времени +О" вырабатывается задатчиком интервала времени 8.

20 Видно, что выходное напряжение клю - ча в момент времени содержит две составляющие. Приравнивая коэффициент при составляюшей зависимой от емкости С нулю, получается уравнение для

25 определения значения весового.коэффи= циента

1 этюда значение 4= д /t При установке полученного значейия а в весовом сумматоре на выходе ключа напряжение имеет вид

40 Использование новых .связей повышает точность реобраэования за ,счет исключения последовательно вы полняемых над выходным сигналом измерительной схемы операций дифференци, 5 рования„ интегрирования, масштабирования, суммирования, погрешности от которых складываются.