SU819746A2 - Преобразователь сопротивлени вчАСТОТНО-ВРЕМЕННОй СигНАл - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в частотно-цифровых измерительных приборах, работающих от резистивных датчиков, например потенпиометрических, тензодатчиков и термометров сопротивлени .

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  преобразователь сопротивлени  в частотно-временной сигнал по основг ному авт.св. № 470919, содержащий операционный усилитель с дифференцирующей КС -цепыю отрицательной обратной св зи (интегратор),блок сравнени , двухпозиционный токовый ключ, два разнопол рных стабилизатора измерительного тока, образцовых резистор l . Однако в случае, когда начальное значение преобразуемого сопротивлени  не равно нулю , получить начальную выходную частоту, равную нулю, принципиально невозможно.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей П зеобразоватёл  путем получени  начальной выходной частоты равной ну.лю , при начальном значении преобразуемого сопротивлени  - неравном нулю.

Достигаетс  это тем,что в преобразователь сопротивени  в частотновременной сигнал, содержащий операционный усилитель с дифференцирующей RC-цепью отрицательной обратной св зи, выход которого соединен с одним из входов блока сравнени ,два

0 разнопол рных стабилизатора тока с двухпозиционным токовым ключом, образцовый резистор, выход двухпозиционного токого ключа подсоединен к второму входу блока сравнени  и к делителю из образцового резистора

5 и преобразуемого резистора, причем средн   точка делител  подключена к неинвертирующему входу операционного усилител , выход блока

0 сравнени  подключеи к управл ющему входу двухпозиционного токового ключа, введены-фазоинвертор, компен .сирующий резистор, два разнопол рныХ стабилизатора компенсационного

5 тока, дополнительный двухпозиционный токовый ключ, причем вход фазоин .вертора соединен с выходом блока сравнени , а выход - с управл ющим (ВХОДОМ -дополнительного двухпозицион0 ного ключа два входа которого подключены к выходам двух раёнопол рных| стабилизаторов компенсационного тока , а выход - к первому выводу компенсирующего резистора и к выводу преобразуемого резистора, второй вывод компенсирующего резистора подключен к корпусу (земле).

На чертеже представлена функциональна  схема преобразовател .

Преобразователь содержит операционный усилитель 1 ,дифференцируки1ую RC-депь отрицательной обратной св зи 2, блок сравнени  3.

Двухпозиционный токовый ключ 4, разнопол рные стабилизаторы измерительного тока 5 и б, образцовый резистор 7, преобразуемый резистор 8, дополнительный двухпозиционный токовый ключ 9, разнопол рные стабилизаторы компенсационного тока 10 и 11, компенсирующий резистор 12, фазоинвертор 13.

Преобразователь работает следующим образом.Двухпозиционный токовцй ключ 4, управл емый разнопол рным напр жением с выхода блока сравнени  3, поочередно подключает один из стабилизаторов измерительного тока 5 и 6 к делителю из резисторов 7 , 8 и 12 . Дополнительный двухпозиционный токовый ключ 9, управл емый разнопол рным напр жением с выхода фазоинвертора 13, поочередно подключает один из, стабилизаторов компенсационного тока 10 и 11 к компенсирующему резистору 12. Поскольку напр жение на выходе блока сравнени  3 и на выходе фазоинвертора 13 будут в любой момент времени противоположны по знаку, измерительный ток, про .текающий через компенсирующий резистор 12 , в любой момент времени на-правлен навстречу компенсационному току, протекающему через этот же резистор 12. Это приводит к тому, что из напр жени , обусловленного протеканием измерительного тока через преобразуемый резистор 8 и KOM-I пенсирующий резистор 12, вычитаетс  напр жение, обусловленное протеканием компенсационного тока через компенсирующий резистор 12. Разность этих напр жений поступает на вход операционного усилител  1 и в дальнейшем работа преобразовател  не отличаетс  от работы преобразовател  по авт.св. № 470919. Если напр жение, обусловленное протеканием измерительного .тока через резисторы 8 и 12, равно напр жению, обусловленному протеканием компенсационного тока через резистор 12, то напр жение на входе операционного усилител  1 равно нулю и на выходе преобразовател  нет колебаний (т.е. выходна  частота равна нулю).

Поскольку период колебаний напр  жени  на выходе преобразовател 

содержит два равных по длительности и амплитуде, но противоположных по знаку полупериода напр жени , и зна , что переключени  направлени  интегрировани  , происход щие через каждый аолупериод, производ тс  при равенстве напр жений на входах блока сравнени  3, можно написать

| olVRKb RKl 2 aolRx R V3 R

2 Зо1Кх «о к1-3 к, Н)

где о - посто нна  времени операционного усилител  1 с диф5ференцирукщей RC-цепью отрицательной обратной св зи 2}

R - значение измерительного.тока стабилизатора 5 и 6;

,. RX- значение преобразуемого ре зистора .8}

RK - значение компенсирукщего

резистора 12}

3 - значение компенсационного тока стабилизаторов 10 и

11; .

-у длительность полу периода выходных колебаний преобразовател ;

Rg- значение образцового резистора 7.

Отсюда период выходных колебаний преобразовател 

4 o:ioR

Т

3otRx+R«V3«u«

а выходна  частота преобразовател 

:iolRx+RRVDKR K

i

4 tloRo

вых

Из формулы (3) видно,что выходна  частота линейно зависит от преобразуемого резистора 8. Обозначив отношение З /ЗоЕ ,(. 1) и ввод  его в формулу выходной частоты, получим

i

Bbix-.lRx Rtt-eRK) W

Отсюда видно, что

О

при ER RX+ RK,

зых

откуда можно сделать вывод, что дл  получени  начальной выходной ча:стоты преобразовател , равной yлю, при начальном значении преобразуемого резистора 8.не равном нулю, необходимо значение компенсирующего резистора 12 выбрать из услови 

Claims (1)

1. где RXH начальное значение преоб65 разуемого резистора 8. Применение данного преобразовате л  в комплекте аппаратуры дистанционного цифрового измерени  параметра , например температуры, позволило значительно упростить отсчетное цифровое устройство, поскольку в данном случае не приходитс  прибега к вычитанию начальной частоты, соот ветствующей . Кроме того, смещеiHHe диапазона выходных частот преоб разовател  в нижнюю, начинающуюс  с нул , сторону позвол ет значительно увеличить длительность импульсов, что, в свою очередь, позвол ет значительно увеличить-дистанцию между преобразователем и отсчетным устрой ством без увеличени  погрешностей измерений, поскольку вли ние распределенных емкости и индуктивности линии сказываетс  на меньших частотах и при больших длительност х импульсов значительно меньше. Формула изобретени  Преобразователь сопротивлени  в частотно-временной сигнал по авт.св. № 470919, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей преобразовател , введены фазоинвертор, компенсирующий резистор, два разнопол рных стабилизатора компенсационного тока, дополнительный двухпозиционный токовый- ключ, причем вход фазоинвертора соединен с выходом блока сравнени , а выход - с управл ющим входом дополнительного двухпозиционного токового ключа, два входа которого подключены к выходам двух разнопол рных стабилизаторов компенсационного тока, а выход - к первому выводу компенсирующего резистора и к выходу преобразуемого резистора, второй вывод компенсирующего резистора подключен к корпусу (земле). , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 470919, кл. Н.ОЗ К 13/20, 1971 (прототип).