Преобразователь разбалапса дифференциальныхпотенциометрического, емкостного и индуктивногопервичных преобразователей в интервал времени

0 и и- а%-"тН4 Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1н1 42ОИ7

Союз Советских

Социалистических

Республик (G1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.04.72 (21) 1770600/26-9 (51) М. Кл. Н 03k 13/20 с присоединением заявки (32) Приоритет

-. Опубликовано 15.03.74. Бюллетень № 10

1 Дата опубликования описания 15.08.74

Гасударственный «сметет

Санита Министрав СССР еа делам изааретений н ат«рытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Е. А. Мокров, A. Г. Рыжевс ий, T. Н. Рыжевская, М. П. Шадрин, Э. К. Шахов и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗБАЛАНСА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ

ПОТЕН ЦИОМЕТР ИЧ ЕСКОГО, ЕМ КОСТНОГО И И НДУКТИ В НОГО

ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области преобразования информации и автоматики.

Известен преобразователь разбалапса дифференциальных потенциометрического, емкостного и индуктивного первичных преобразователей в интервал времени, содержащий первичный дифференциальный преобразователь, подключенный к выходу интегратора, схему сравнения, один вход которой через делитель соединен с выходом интегратора, согласующее устройство и усилитель. Точность преобразования такого преобразователя невысокая.

Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что, в нем, в целях повышения точности преобразования, первичный дифференциальный преобразователь с последовательно включенными калиброванными элементами составляет измерительный мост, к диагонали которого, образованной общей точкой соединения калиброванных элементов и общей точкой соединения элементов первичного дифференциального преобразователя, подключен выход интегратора, другая диагональ измерительного моста через согласующее устройство

v. усилитель подключена к другому входу схемы сравнения, а выход последней соединен с входом интегратора и через резистор с входом усилителя.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 показаны варианты измерительного моста; на фиг. 3 — временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит измерительный мост 1, составленный из дифференциального емкостного первичного преобразователя 2 и образцовых резисторов 3 и 4; согласующее устройство 5 (изображено условно в виде трансформатора), усилитель б, схему 7 сравнения, интегратор 8, делитель 9 напряжения и

10 резистор 10 обратной связи.

Измерительный мост, составленный из дифференциального индуктивного первичного преобразователя 11 и образцовых резисторов 3 и

4, показан на фиг. 2а. Измерительный мост, 15 включающий дифференциальный потенциометрический первичный преобразователь 12 и образцовые конденсаторы 13 и 14, показан на фиг. 2 б.

Процессы, протекающие в отдельных бло20 ках преобразователя, при использовании любого из первичных преобразователей аналогичны. В качестве примера рассматривают работу преобразователя с емкостпым дифференциальным первичным преобразователем, 25 При включении преобразователя скачок напряжения U-, на выходе схемы 7 сравнения преобразуется с помощью интегратора 8 с постоянной времени т8 в линейно-изменяющееся напряжение U„êîòîðîå через резистивный

30 делитель 9 (с коэффициентом деления n (1) 420117 поступает в виде U; па один из входов схемы сравнения. На другой ее вход подается прямоугольное папряжепие U6= U„- усили геля, состоящее из суммы двух напряжений, первое из которых AIo U-, (К ю(1), а второе является разностью двух напряжений, полученных путем дифференцирования цепями 2 — 3 и

2 — 4 с постоянными т,, =III (Co+A C) и

, =Ро(СΠ— ЛС) линейно-изменяющегося напряжения U8, где RII — сопротивление калиброванных резисторов 3 и 4, Со — номинальные значения емкостей первичного преобразователя 2, ЛС вЂ” величипы отклонепия этих емкостей от помипальпых значений, К,в — коэффициент передачи резистивной цепи усилителя

6 по цепи обратпой связи с выхода схемы сравнения. В этом случае процесс описывается следующими соотношениями:

U — - 2U — а, t

I8

U, = — 2U, ЛС P, " — — +К„, в где и-, — коэффициент передачи согласующего устройства 5;

Кв — коэффициент передачи сигнала усилителя с обратной связью.

По достижении равепства U,,=U„- выходное напряжение схемы сравнения изменяет знак, и далее процессы повторяются.

Согласующее устройство необходимо для исключения синфазной составляющей сигнала моста 1 па выходе схемы сравнения.

Усилитель служит для повышения чувствительности и коэффициепта преобразования преобразователя. Введение резистора 10 обратной связи улучшает характеристики преобразователя, поскольку диапазон изменения интервалов времени ца выходе стаповится конечным (T) То) .

При исполнении усилителя и схемы сравнения на микросхемах (например, типа 1УТ4016 с К, = 10) и в случае обхвата тракта усиления глубокой отрицательной обратной связью так, чтобы Кв((К,- стабильность начального периода автоколебаний Т> и T,=Т вЂ” To определяется параметрами пассивных элементов RII, n; и резисторов обратной связи усилителя и может быть достаточно высокой.

Для емкостного первичного дифференциального преобразователя

Т вЂ” Т вЂ” T,-24,Ê,ï,, для индуктивного дифференциальпого первичного преобразователя

T„= 25L К, ив, О

10 а для потенциометрического

Т„=- 26+ С,.К,.а, Схемное решение интегратора 8 может быть простейшим, поскольку его параметры не ока15 зывают влияния па Т, и Т>. Дрейф активных элементов схемы (усилителя, интегратора, схемы сравпепия) так же как и колебания напряжения питапия, которые могут вызвать колебания выходного уровня У; схемы сравне20 ция, влияние «а Т,. оказывают незпачительIIOe.

На фиг. 3 UI — напряжение измерительной диагонали моста 1.

25 Предмет изобретения

Преобразователь разбаланса дифференциальных потенциометрического, емкостного и индуктивного первичных преобразователей в иптервал времени, содержащий первичный

30 дифференциальный преобразователь, подкгпочеппый к выходу интегратора, схему сравнения, один вход которой через делитель соединен с выходом интегратора, согласующее устройство и усилитель, отличающийся

35 тем, что, с целью повышепия точности преобразовапия, в нем первичный дифференциальный преобразователь с последовательно вклю.:енпыми калиброванными элементами составляет измерительный мост, к диагонали которс40 го, образоваппой общей точкой соедипения калиброванных элементов и общей точкой соединения элементов первичного дифференциального преобразователя, подключен выход интегратора, другая диагональ измерительно45 го моста через согласующее устройство и усилитель подключена к другому входу схемы сравнения, а выход последней соединен с входом интегратора и через резистор с входом усилителя.

420117

Составитель А. Кузнецов

Техред Л. Богданова Корректор Т. Добровольская

Редактор Т. Юрчикова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1908/13 Изд. ¹ 1394 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5