Измерительная схема для дифференциальных преобразователей

О Л И С А Н И Е 373657

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.Х.1971 (№ 1705499/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.111.1973. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 21 VI.1973

М. Кл. G Оlг 27/26

Комитет по делам кзабретеиий и открытий при Совете Мииистрав

СССР

УДК 621.317.33(088.8) Авторы изобретения

А. T Артамонов и Н. П. Волков пио <.@,c Я А

Заявитель

Московский институт электронного машиностроения

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СХЕМА ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

il

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений неэлектрических величин.

Известные измерительные схемы для дифференциальных преобразователей, содержащие емкостные датчики с выходом по постоянному току, резисторы и выпрямительные элементы, недостаточно чувствительны.

В предложенной схеме для повышения чувствительности между источником переменного напряжения и выпрямительными диодами вклю;ены две индуктивные катушки, образующие с соответствующими емкостными датчиками два резонансных контура.

На фиг. 1 представлена описываемая схема; на фиг. 2 — зависимость напряжения на емкостях в функции частоты.

Схема состоит из индуктивностей L и диодов Д1 и Д2, резисторов R> и R>, конденсаторов С и С, являющихся емкостями дифференциального преобразователя. Элементы

LiCi и L Cz образуют два последовательных резонансных контура, а элементы Сь С, Д, L4 R> Rz — двойной нелинейный Т-образный четырехполюсник. Е, U„, и R„— соответственно синусоидальное напряжение источника питания, выходное напряжение и сопротивление нагрузки схемы.

Принцип работы схемы заключается в следующем.

Конденсатор Ci заряжается через открытый диод Д1 в течение четверти периода первой половины положительной полуволны напряжения Е, а конденсатор C> — через открытый диод Да в течение четверти периода первой половины отрицательной полуволны этого же напряжения. Остальные три четверти периода (поскольку диоды Д1 и Д закрыты) конденсаторы С1 и С2 соответственно разряжаются через резистор R> и нагрузку и через резистор Rz и нагрузку (сопротивление закрытых диодов значительно больше сопротивлений резисторов Ri, Rz и нагрузки Ra) .

15 При разряде конденсаторов на нагрузке RÄ происходит суммирование направленных навстречу друг другу разрядных токов конденсаторов Ci и С2, и в зависимости от соотношения их величин на выходе схемы появляется выходное напряжение U„„. Когда диоды открыты, образуются резонансные контуры L C и LzC>, выполняющие функции первой измерительной схемы, которая преобразует величины емкостей конденсаторов дифференциальных преобразователей в напряжение на них. При закрытых диодах конденса1оры включены во вторую измерительную схему, функции которой выполняет двойной нелинейный Т-образный четырехполюс30 ник, преобразующий изменение емкостей кон373657

Риг. / фиг, 2

Корректор О. Тюрина

Техред Т. Курилко

Редактор С, Хейфиц

Изд. № 1389

Тираж 755

Заказ 1711/15

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 денсаторов и напряжений на них в выходное напряжение схемы UBblx

При равенстве емкостей конденсаторов (измеряемая неэлектрическая величина равна нулю и C> —— С вЂ” — Со) и идентичности индуктивных катушек (L =L =Lp), а также настройке резонансных контуров на частоту

/р„отличающуюся от постоянной частоты f, источника питания на величину, необходимую для вывода рабочих точек на «падающие» участки резонансных кривых (см. фиг. 2), напряжения на конденсаторах С1 и

С будут равными (U, =У,,=U<,). Тогда идентичность обеих частей четырехполюсника (С1 — — С2 — — Со, R> =Rg=R) приводит к равенству разрядных токов конденсаторов, отсутствию тока через нагрузку и напряжение

Umbra — — — О. Нарушение равенства емкостей конденсаторов (измеряемая величина не равна нулю и С1 С2) ведет к неравенству напряжений на конденсаторах С1 и С за счет изменения резонансных частот контуров. На фиг. 2, например, показан случай, когда емкость С уменьшилась относительно первоначальной емкости Со, а емкость С2 соответственно увеличилась, т. е. С (С>. В резуль 1 тате этого резонансные частоты контуров соответственно стали fð,)fð, и /р, f>,, а напряжения на конденсаторах — U,, +АУ., и

U„— ЛУ,, Следствием неравенства емко5 стей конденсаторов и напряжений на них является неравенство разрядных токов конденсаторов С1 и С2, протекание разностного тока через нагрузку и возникновение выходного напряжения У„„, величина которого в ко10 печном итоге пропорциональна измеряемой неэлектрической величине, а полярность— ее знаку.

Предмет изобретения

Измерительная схема для дифференциальных преобразователей, содержащая емкостные датчики с выходом по постоянному току, резисторы, источник переменного напряже20 ния и выпрямительные диоды, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности, между источником переменного напряжения и выпрямительными диодами включены две индуктивные катушки, образующие с

25 соответствующими емкостными датчиками два резонансных контура.