Преобразователь емкости
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ, содержащий источник напряжения, образцовый конденсатор, инвертйруювщй усигт литель напряжения, выход которого через параллел1 но соединенные образцовьй конденсатор и резистор обратной связи соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а другая клемма соединена с выходим источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения бьютродействия, в него введен повторитель тока, причем вход повторителя тока соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости , а выход повторителя тока соединен с входом инвертирующего усилителя напряжения. W 4 нь J
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (191 (11) 4(50 С 01 R 27/26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
По ДЕЛАМ ИЗОТ ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644157/24-21 (22) 19.09.83 (46) 15.04.85. Бюл. У 14 (72) Л.И..Волгин и Ю.Г. Тетенькин (53) 621.317.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 112092, кл. 0 01 К 27/26, 1958.
2. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л., "Энергия", 1975, с. 41, рис. 19 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ, содержащий источник напряжения, образ. цовый конденсатор, инвертирующий усилитель напряжения, выход которого через параллельно соединенные образцовый конденсатор и резистор обратной связи соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а другая клемма соединена с выходом источника напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введен повторитель тока, причем вход повторителя тоха соединен с одной иэ клемм для подключения преобразуемой емкости, а выход повторителя тока соединен с входом инвертирующего усилителя напряжения.
1150582
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может
-., быть использовано при создании быстродействующих измерительных преобра" зователей параметров емкостных датчи- 5 ков в системах сбора и обработки информации.
Известен преобразователь емкости, состоящий из источника напряжения, усилителя напряжения с большим коэффициентом усиления и образцовой емкости, включенной в цепь отрицательной обратной связи усилителя напряжения .j13 .
Недостаток известного преобразователя заключается в сложности электронной схемы, так как она не может быть реализована на современной микроэлектронной базе.
Наиболее близким к изобретению яв- 2О
I ляется преобразователь емкости, состоящий иэ преобразуемой емкости, источника входного напряжения, образцового конденсатора„ операционного усилителя, выход которого через параллельно соединенные образцовый конденсатор и резистор обратной связи соеди. нен с его инвертирующим входом и с первым выводом преобразуемой емкости, второй выход которой через источник ЗО входного напряжения соединен с общим приводом устройства, с общим выводом
I и с неинвертирующим входом операцион1 ного усилителя f2) .
Недостатком прототипа является егоз5 низкое быстродействие, обусловленное влиянием преобразуемой емкости и входной емкости преобразователя.
Цель изобретения — увеличение быстродействия преобразователя ем- 4О кости
Цель достигается тем, что в преобразователь емкости, содержащий источник напряжения, образцовый конденсатор, инвертирующий усилитель напря «5 жения, выход которого через параллельно соединенные образцовый конденсатор и резистор обратной связи соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а 50 другая клемма соединена с выходом источника напряжения введен понторитель тока, причем вход повторителя тока соединен с одной из клемм для подключения преобразуемой емкости, а выход повторителя тока соединен с входом инвертирующего усилителя нэпряжения.
На чертеже представлена блок схема преобразователя емкости.
Схема содержит источник 1 напряжения, преобразуемую емкость 2, образцовый конденсатор 3, резистор 4 обратной связи„ составной операционный усилитель 5, состоящий из повторителя 6 тока и инвертирующего усилителя
7 напряжения.
Схема работает следующим образом.
Напряжение с источника 1 напряжения поступает на вход преобразователя, собранного на усилителе 5. Коэффициент передачи преобразователя и его статическая погрешность определяются отношением сопротивлений параллельно включенных образцового конденсатора 3 и резистора 4 обратной связи к преобразуемой емкости 2.
Резистор 4 обратной связи обеспечивает обратную связь усилителя 5 по постоянному току и препятствует его насыщению. Входное напряжение преобразователя с помощью повторителя
6 тока преобразуется в ток, чем обеспечивается низкое входное сопротивление усилителя 5. Выходной ток повторителя 6 тока создает падение напряжения на входном сопротивлении усилителя 7. Это падение напряжения усиливается далее усилителем 7 с большим фиксированным коэффициентом передачи. Выходное напряжение с этого усилителя является выходным напряжением преобразователя.
Низкое входное сопротивление повторителя 6 тока (порядка Ом) шунтирует преобразуемую емкость 2 и входную емкость преобразователя, состоящего из емкости монтажа, емкости соединительного кабеля и вход,ной емкости повторителя 6 тока, исключая их влияни на быстродействие
I схемы.
Необходимое значение коэффициента усиления составного усилителя 5 обеспечивается усилителем 7 с большим, но фиксированным значением коэффициента передачи, в результате чего резко уменьшаются требования к его фазовой характеристике.
Достоинством изобретения является независимость времени установления, а следовательно, и быстродействия преобразователя от изменений преобразуемой емкости и входной емкости преобразователя, потому, что они шунтивуются малым входным сопротивлением
Составитель Н. Криков
Редактор Ю. Петрушко Техред Т.Фанта Корректор С. Шекмар
Заказ 2137/35 Тираж 74S 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
3 11 повторителя тока. Это позволяет использовать преобразователь, удаленный от преобразуемой емкости {от датчика) на большое расстояние, так как
50582 4 емкость соединительного кабеля, входящая во входную емкость преобразова теля, не влияет на время установления.
