Преобразователь емкости в интервал времени

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться в измерительных приборах и системах, например в измерителях доброшоСтк. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя. Преобразователь состоит из последовательно соединенных колебательного контура 1, усилителя 2, детектора 3, блока выделения зкстремума 4, триггера 5,- а также последовательно соединенных функционального преобразователя 6, источника пилообразного напряжения 7, блока управления 8, а также из высокочастотного генератора 9, источники напряжения смеще- . ния 10, ключа 11, элеменгов развязки 12 и 13, преобразуемой емкости 14. Колебательный контур образован из катушки индуктивности конденсатора и цепочки с последова-. л тельно включеннь1ми конденсатором и варикапом . Конденсатор этой цепочки разделяет § постоянную составляющую варикапа и источника 10. 2.ИЛ. , (Л

СО03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (19) (11) (Я) 4 G 01 27 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3747706/24 — 21 (22) 01.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. N 44 (72) В. С. Тверезовский и С. В. Сидорович. (53) 621.317.335 (088.8) (56) Asõîðñêîå свидетельство СССР

NÐ 759988, кл. С 01 R 27/26, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 798635, кл. G 01 R 27/26, 1979 (S4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ. (57) Изобретение относится к электроизмерительной гехнике и может использоваться в измерительных приборах и системах, например в измерителях добротности. Цель изобретения — распц(репке функциональных возможностей преобразователя. Преобразователь состоит из последовательно соединенных колебательного контура 1, усилителя 2, детекгора 3, блока выделения экстремума 4, триггера 5, а также последовательно соединенных функционального преобразователя 6, источника пилообразного .напряжения 7, блока . управления 8, а также из высокочастотного генератора 9, источника напряжения смещения 10, ключа 11, элеменгов развязки 12 и

13, преобразуемой емкости 14. Колебательный контур образован из катушки индуктивности конденсатора и цепочки с последова..; t тельно включенными конденсатором и варикапом. Конденсатор этой цепочки разделяет постоянную составляющую варикапа и источ- g са ника 10. 2.ил.

1195291

Изобретение относится к электроизмерительной гехнике и может использоваться в измерительных приборах и системах, например в измерителях добротности.

Цель изобретения — расширение функцио-. нальных возможностей преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная, схема преобраэовагеля; на фиг. 2 — блоксхема блока управления.

Преобразователь состоит из последовательно соединенных колебательного контура 1 (измерительного двухполюсника), усилителя 2, ., детектора 3, блока выделения экстремума

4,. триггера 5, а. также последовательно соединенных функционального преобразователя 6, источника пилообразного напряжения

7, блока управления 8, а также из высокочастотного генератора 9, источника напряжения смещения 10, ключа 11, элементов развязки 12 и 13, преобразуемой емкости 14.

В состав колебательного конгура входят. катушка индукгивности, конденсагор и цепочка с последовательно включенными конденсатором и варикапом. Конденсатор этой . цепочки служит для разделения по постоянной составляющей варикапа и источника напряжения смещения. Источник напряжения смещения 10 служиг для задания необходимого режима по постоянному току при измерении емкости варикапа и не оказывает влияния на работу преобразователя при измерении емкости. конденсаторов.

Элементы развязки 12 и 13 служат для развязки цепей постоянного и переменного напряжений.

В исходном состоянии на. зажимах преобразуемая емкость отсутствуег. Высокочастогный генератор 9 вырабатывает напряжение синусоидальной формы, которое прикладывается к колебательному контуру 1. На выходе источника пилообразного напряжения 7 действует пилообразное напряжение. Это напряжение поступает на функциональный преобразователь

6, с выхода которого изменяющееся напряжение подается на варикап колебательного контура. При минимальном изменяющемся ,напряжении на варикапе последний имеег мак1 симальную емкость, и контур настраивается . . в резонанс. Из контура напряжение синусоидальной формы поступает на вход усилителя

2, а с его выхода — на детектор 3. Далее продетектиров анное напряжение колоколообразной формы подается на вход блока выделения экстремума 4.. Последний вырабатывает импульс напряжения в момент экстремума входного сигнала. Импульс с выхода блока 4 поступает на раздельный вход триггера 5.

При измерении емкости (конденсатора или варикапа) l4 он подключается к зажимам преобразователя, Как и в первом случае. напряжение пилообразной формы поступает на вход функционального преобразователя 6. Функциональный преобразователь формирует из пилообразного напряжения напряжение смещения U (t), которое подается на варикап колебательного

10 контура. Функциональный преобразователь формирует напряжение тактовой формы, чтобы емкость варикапа колебательного контура имела линейную зависимость от времени. В качестве функционального преобразователя может использоваться кусочно-линейный аппрок. симатор. Емкость варикапа колебательного контура изменяется по закону

С,= С„- 1<4, где Ct, — емкость колебательного контура, 20 при котором наступает резонанс на рабочей частоте; — крутизна изменения емкости варикапа колебательного контура, постоянная величина;

25 t — время, 0 (6 сТ, где T — длительность напряжения пилы.

При поступлении напряжения смещения на варикап колебательного контура последний изменяет значение своей емкости от максимального значения до минимального.

С поступлением изменяющегося напряжения на варикап колебательного контура последний периодически с частотой поступления изменяющегося напряжения настраивается в резонанс, Если момент резонанса в контуре без преобразуемой емкости 4, а с преобразуемой ем- костью 12, то емкость варикапа колебательного контура изменится за значение, равное величине преобразования емкости Сь K(t2 ) Сх

40 „1

Сх= К х () где К вЂ” крутизна изменения емкости BRpHKBпа колебательного контура постоян1 ная величина.

Из (1) следует, что измеряемая емкость пропорциональна интервалу времени д „.

Изменение напряжения смещения на выходе функционального преобразователя 6 начинается от уровня, при котором контур 1 без измеря. емой емкости 14 настроен в резонанс. Начало изменения напряжения смещения синхрони. зируется через источник пилообразного напряжения 7 блоком управления 8, который устанавливает триггер 5 в этот момент времени (41) в единичное состояние. При поступлении измеряемой емкости 14 на измерительные позиции при настройке контура в резонанс (момент времени t ) на. выходе блока выНа Ф/И

Составитель В. Стукан

Техред Л.Мартяшова

Редактор М. Петрова

Корректор И. Муска

Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушс1сая наб., д. 4/5

Заказ 7411/50

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 деления экстремума 4 появится импульс, который сбросит триггер 5 в другое состояние.

При наличии емкости 14 процесс выработки входных импульсов триггера 5 циклически повторяется. На выходе триггера 5 будут дей-ствовать импульсы длительностей а1„; т, е. пропорционально C„. i

В момент времени (т — <„) на выходе генератора пилообразного напряжения будет напряжение, пропорциональное С„, которое поступает через ключ 11 на второй выход

;устройства, ключ управляется выходным импульсом блока.

Следовательно, преобразователь позволяет получить два параметра электрического сигнала — длительность импульса и напряжение, которые пропорциональны измеряемой емкости

С„, что определяет его более широкие функциональные возможности.

Блок управления (фиг. 2) содержит генерагор импульсов 15 и блок задержки 16. Выход генератора импульсов соединен с входом генератора импульсов блока задержки. Сигнал с выхода генератора импульсов поступает, кроме того, на вход источника пилообразного напряжения 7, а с выхода блока задержки—

4а соответствующий вход триггера 5.

1195291 4

Формула изобретения

Преобразователь емкости в интервал времени, содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник . с модулируемыми параметрами, высокочастот ный генератср, блок выделения экстремума, триггер, ключ, причем вход блока выделения экстремума подключен к двухполюснику через

1О последовательно соединенные усилитель идетектор, а его выход — к одному иэ входов триггера, выход которого подключен к управляющему входу ключа, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные блок управления, генерагор пилообразного напряжения, функциональный преобразователь и источник напря-" жения смещения, выход .генератора пилообразного напряжения соединен с рабочим входом ключа, а выход функционального преобразователя соединен через элемент развязки с варикапом измерительного двухполюсника, а управляющий вхсд ключа соединен с выходом блока выделения экстремума и входом триггера, выход источника напряжения смещения соединен через элемент развязки с зажимом для подключения измеряемого конденсатора, временным выходом преобразователя является выход триггера.