Преобразователь отношения сопротивлений в интервал времени

 

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(5И (: 0 1 2 7 / 0 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514828/18-21 (22) 26.11.82 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (72) М.Ю.Михеев, Б.В.Чувыкин, Э.К.Шахов и В.N.Èëÿíäèí (71) Пензенский политехнический институт (53) 621. 317. 75 (088. U) (56) 1.Авторское свидетельстно СССР

9 761936, кл. G 01 R 27/00, 1980.

2.Мартяшин A.И., L àõoâ Э.К., Шля ндин В.М. ПресЮраз онат ели электрических параметров для систем контроля и измерения. М., "Энергия", 1976, с. 285-292, рис. 5-4, 9 6 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЙ. В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий источник опорного напря...ения, первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых соединены через интегрирующий конденсатор, при этом выход второго операционного усилителя подключен . к входу задатчика интерналов времени, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими в ходами первого и второго ключ ей соответственно, выход первого клича через клеммы для подклю ения преобразуемых сопротивлений подключен к выходу второго ключа, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения устройства, выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей, входы первого и второго ключей соединены с выходами первого и второго операционных уси- 3 лителей соответственно, выходы пер— ного и второго ключей подключены к инвертируищим входам второго и первого операционных усилителей соответственно, общий нывод перного и второго измеряе..:ых резисторов заз емпен.

1071969

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано s цифровых измерительных приборах для измерения сопротинле ний.

Известно .устройство для преобра

Ное соединеНие двух преобразователей развертывающего и. преобразователя сопротинления в напряжение, являет.ся то, что нестабильность каждого из испытуемых преобразователей приводит к появлению мультипликатинной

25 погрешности.

Наиболее близким к изобретению п о т ех нич еск ой сущ н ост и явля ет ся преобраз онат ель отношения сопротив.— лений в интервал времени, содержащий источник опорного напряжения, выход которого через две параллельные цепи, одна из которых содержит первый ключ, а вторая — последова35 (тельно соединенные второй ключ, первый и второй измеряемые резисторы, причем точка соединения выводов резисторов подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, 40 неиннертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход подключен к второму выводу второго измеряемого резистора, подключен через сум- 45

Мирующий резистор к входу интегрируемого конденсатора, выход которого подключен к входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу задатчика интервалов времени, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно, причем управляющий вход источника опорного напряжения подключен к выходу компаратора <23.

Недостатками и зн ест ного пр еобразователя являются сложность и низкая точность. Сложность обуславливается тем, что для обеспечения ли60 нейности функции преобразования необходим операционный усилитель, который усложняет схему и вносит дополнительные погрешности. 65 зования параметров R, L С цепей в период электрических колебаний, содержащее интегратор, выход которого через усилитель подключен к входу преобразователя сопротивле- >0 ния в напря>кение, выход которого подключен к одному иэ входов сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, причем выход сумматора подключен к одному 15 из входов компаратора, выход которого подключен к управляющему входу интегратора-, при этом второй вход компаратора через делитель напряжения соединен с его выходом(1), 20

Недостатком такого устройства, представляющего собой последонательК недостаткам известного устройства следует отнести также наличие коммутации опорного напряжения ключами. Для обеспечения точности преобразования необходимо осуществлять выбор ключей из условия обеспечения максимального сопротивления разомкнутого ключа и минимального сопротивления замкнутого ключа. Эти два требования являются противоречивыми и на практике такой выбор часто осуществить затруднительно.

Целью изобретения является повышение тбчности преобразования и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь отношения сопротивлений в интервал времени, содержащий источник опорного найряжения, первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых соединены через интегрирующий конденсатор, а выход второго операционного усилителя подключен к входу задатчика интервалов времени, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соотнетственно,, ныход первого ключа через клеммы для подключения преобразуемых сопротивлений подключены к выходу второго ключа, выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей, входы первого и второго ключей соединены с выходами первого и второго операционных усилителей соответственно, выходы первого и .,второго ключей подключены к инверти рующим входам второго и первого опера ционных усилйтелеи соответственно, общий вынод первого и второго измеряемых резисторов заземлен.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Схема содержит источник 1 опорного напряжения, первый 2 и второй 3 операционные усилители, интегрирующий конденсатор 4, задатчик 5 интервалов времени, ключи 6 и 7, измеряемые резисторы. 8 и 9. Иннертирующие входы операционных усилителей 2 и 3 соединены- через интегрирующий конденсатор 4. Выход операционного усилителя 3 подключен к входу задатчика 5 интервалов времени, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами ключей б и 7 соответственно. Выход первого ключа 6 через последовательно соединенные резисторы 8 и 9 подключены к выходу второго ключа 7.

Выход источника 1 опорного напряжения подключен к неинвертирующим вхоцам операционных усилителей 2. и 3. Входы ключей 6 и 7 соединены с выходами операционных усилителей

2 и 3 соответственно. Выходы ключей

6 и 7 подключены к инвертирующим

1071969

Составитель Н. Михалев

Редактор Н. Джуган Техред Л.Микеш Корр ек тор B . Ги рля к

Заказ 116/37 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отКрытий

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

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4 входам операционных усилителей 2 и 3 соответственно. Точка соединения измеряемых резисторов 8 и 9 демлена.

Преобразователь работает следующим образом.

Ключ 7 замыкается под действием ,сигнала задатчика 5 интервалов времени 5 на интервал времени Т (ключи 6 и 7 работают в противофазе).

Под действием опорного напряжения

Uq в течение времени происходит заряд интегрирующего конденсатора 4.

Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 2 линейно нарастает. При замкнутом ключе 7 операционный усилитель 3, интегрирукщий конденсатор 4 и резистор 8 образуют интегратор. По окончании интервала времени Г, замыкается ключ 6, а ключ 7 размыкается. Под д<,йствием опорного напряжения Ц> йапряжение Q на инвертирующем входе операционного усилителя 3 линейно нарастает. При замкнутом ключе 6 операционный усилитель 2, интегрирующий конденсатор -4 и резистор 9 образуют интегратор, а операционный усилитель 3 работает в качестве компаратора,.а момент равенства напряжения 0р напряжению Ua выходное напряжение операционного усилителя 3 запускает захватчик 5 интервалов времени, который начинает формирование интервала времени Т. Цикл работы повторяется. Работа схеыд опйсывается уравнением

"гце Wz — сопротивление резистора 8, сопротивление резистора 9, время разряда интегрирующего конденсато ра 4.

Решив (1 относительно 4w/þ можно определить функцию преобразования преобраз ователя

tg/ Ã а„ / а

Функция преобразования предлагае= мого преобразователя (2 тождественна функции преобразования известного, однако ее линейность обеспечи)вается беэ применения дополнительного операционного усилителя. Проведем анализ влияния неидеальности ключей 6 и 7 на точность преобразования. При замкнутом ключе 7 наличие сопротивления

Р „ О между выходом операционного АМу

10 усилителя 3 и выходом ключа 7 приводит к наличию некоторого напряжения

U q< на выходе операционного усилителя 3, что эквивалентно воздействию напряжения ь(з на входе опера15 ционного усилителя 3

U

: ЙО,=— кз где К вЂ” коэффициент усиления one-.

О рационного усилителя 3.

Аналогично для замкнутого ключа

6 эквивалентное напряжение на входе операционного усилителя 2

Ь где К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя 2.

Напряжения ь 0 и а0р пренебрежимо малы (коэффициенты усиления операционных усилителей весьма велики (20000 — 50000 : по сравнению с полезными входили напряжениями ОУ.

Сопроивление разомкнутых ключей оказывает влияние на функцию преобразования.

Таким образом, предъявляются тре- бования лишь к сопротивлению замк- .. нутых ключей. Выполнить это требование значительно легче, че|л требование обеспечения минимального сопротивления замкнутых и максимального сопротивления разомкнутых ключей, которое предъявляется к ним в иэвест ном 2 1

Дополнительное преимущество предлагаемого преобразователя - наличие связи общей точки измеряемых резисто. ров с нулевой шиной.