Преобразователь параметров емкостных датчиков во временной интервал

 

ПРЕОБР хЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ЕМКОСТНЫХ ДАТЧИКОВ ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ , содержащий дифференциальный емкостной датчик,, правые обкладки конденсаторов которого подключены к входу усилителя постоянного тока, подсоединенного своим выходом через интегратор к входу блока сравнения, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, в него введен источник напряжения , выход KOnDoro подключен к левой обкладке одного из конденсаторов диффере.нциального датчикаJ и формирователь импульсов постоянной вольтсекундной площади, выход которого соединен с левой обкладкой второго конденсатора дифференциального датчика, а входс вь1ходом блока сравнения . i ел ел 00 05 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) G01D1

3ш, 5/ 6

/;ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ:.

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3373120/18-.21 (22) 28. 12. 3 I (46) 23.11.83. Б . в З (72) А. А. Жадаев, 10. И. Крысин, В. Г. Путилов и В. И. йляндин (71) Пензенский политехнический институт (53) 621.3.628 (088.8) (5Я 1, Авторское свидетельство -CP

Р 602884, кл, G 01 Р 27/00., 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 724924. кл. G 01 0 5/16, 1980. (. 4) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

KNK0CTHLK ДАТЧИКОВ BO ВРЕМЕННОЙ ИНTEPBAJI, содержащий дифференциальный емкостной датчик, правые обкладки конденсаторов которого подключены к входу усилителя -.постоянного тока, подсоединенного своим выходом через интегратор к входу блока сравнения, о т л и ч а ю щ н и с я тем,что, с целью повышения точности, в него введен источник напряжения, выход ко:.:.рого подключен к левой обкладке одного из конденсаторов дифференциального датчика, н формирователь импульсов постоянной нольтсекундной площади, выход которого соединен с леной обкладкой второго конденсато- . ра дифференциального датчика, а входс выходом блока сравнения

1 !0559

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для автоматизации измерения и контроля физических величин с помощью дифференциальных емкостных датчиков.

Известен преобразователь параметров электрических цепей в частотно-.

Ъ временные сигналы, содержащий актив-; ную измерительную цепь и компаратор (.! $

t0

Недостатком этого устройства является большая температурная погрешность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь перемещения в частоту, структурная схема которого содержит парафаэпый интегратор, диффе- ренциальный емкостной датчик, усили-. тель постоянного тока, делитель напряжения интегратор, сумматор, блок сравненкя) 2 ).

При этом выход блока сравнения через делитель напряж".ния соединен с Одним входом схемы и входом парафаэного интегратора, выходы которого подключены к обкладкам емкост" ного дифференциального датчика,вто- рые обкладки которого соединены с входом усилителя. выход последнего

30 соединен с одним входом сумматора, другой вход которого подключен к выходу интегратора, а выход — к друго му входу блока сравнения.

Недостатком преобразователя явля- З5 ется большая погрешность от изменения диэлектрической постоянной Я. от температуры. . Цель изобретения — повышение точности за счет устранения влияния на результат преобразования изменения диэлектрической проницаемости датчиЪ ка с изменением температуры.

Поставленная цель достигается о 45 тем, что в преобразователь, содержащий дифференциальный емкостной датчик, правые обкладки конденсаторов которого подключены к входу усилителя постоянного тока, подсоединенного своим своим выходом интегратор к входу блока сравнения, введен источник напряжения, выход которого подключен к левой обкладке одного из кон- денсаторов дифференциального датчика, и формирователь импульсов постоянной вольтсекундной площади,выход которого соединен с левай обкладкой второго конденсатора дифференциально68 2

ro датчика, а вход — с выходом блока сравнения ..

На чертеже представлена функциональная схема преднагаемого устройства.

Устройство содержит источник напряжения, емкостной дифференциальный датчик 2, усилитель 3 постоянного тока, интегратор 4, блок 5 сравнения, формирователь 6 импульсов постоянной вольтсекундной площади,конденсатор 7 в цепи обратной связи усилителя 3 постоянного тока.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче импульса отрицательной полярности длительностью Т и ампО литудой Е с выхода формирователя 6 на конденсатор емкостью Сх2 дифференциального датчика 2, на выходе усилителя 3 устанавливается -напряжение, равное а (сх скг!

У1 С где Š— напряжение источника питаHHH 1;

С вЂ” емкость конденсатора обратной связи ?, С,С, — емкости -.дифференциального

Х датчика 2.

После интегрирования этого напряжения в течение времени интегратором 4 на его выходе установится напряжение, равное: и то о(сх1 ягма

"инт - - C - < ь4 а "4 где — постоянная времени интеграто+ ра 4.

После окончания интервала Т с выхода формирователя 6 на емкость C>g конденсатора дифференциального датчи ка 2 подается положительное напряжение Е и с выхада усилителя 3 снимао ется напряжение

Ео С 1+ Сх2)

У2 Со

Этим напряжением списывается нап, ряжение с интегратора 4 в течение

1 времени й„в соответствии с уравнени о(Сх Скг Рх ийТЯ (2)

О Ф

В тот момент, когда напряжение на выходе интегратора 4 станет равным нулю, блок 5 сравнения вьщает сигнал

Со "4

10 1иНт 2

COLO (х хг1

К (C«Ä+ +С «1

Составитель А. Старостина

Техред,И.Хетелева Корректор И. Эрдейи

Редактор Н. Коссей

Заказ 9286/31 . Тираж 643

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

3 10559 на запуск формирователя 6, который формирует импульс с площадью Е т

-то

Время и, в течение которого списывается напряжение с интегратора 4, находится из условия, если приравнять выражения (! ) и (2) .и отсюда най5 ти й„.

Е (С -С )Т

И HT 1

Независимо от того, как выполнен . датчик, в вйде пдастин ..или в виде цилиндра, разница

68 4 (С„, - С„2 } емкостей определяет изменение емкости ЛС, а сумма (С„, + C„) емкостей равна суммарной емкости С датчика, т. е.

dC х о °

Так как изменение диэлектрической проницаемости датчика с изменением температуры одинаково влияет на изменение емкости ЯС и емкости С1, то получаемый интервал времени t не будет зависеть от изменения температуры.

Таким образом, предлагаемая схема преобразователя параметров емкостных датчиков во временной интервал будет иметь более высокие точностные характеристики эа счет устранения влия ния на результат преобразования изменения диэлектрической проницаемости датчика с изменением температуры. !