Частотный преобразователь для тензодатчиков

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании средств для вывода информации с датчиков физических величин, выполненных по мостовой схеме. Изобретение позволяет повысить точность и упростить устройство . Это достигается тем, что в преобразователь , содержащий источник 1 питания, тензомост 2, интегратор 3, блок 4 сравнения, формирователь 5 импульсов, накопительный злемен т 8, выполненный на конденсаторе, и токоограничивающие элементы 9 и 10, выполненные на резисторах, введены токоограничивающие элементы 11 и 12, выполненные на резисторах. 2 ил. S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 Н 03 М 1/60

g "a1 щдоц g<

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13,, 13, 611<. " Г А

blX иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4094097/24-24 (22) 18.07.86 (46) 23.01.88. Бюл. М - 3 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.Д.Михотин, О,А.Голышевский, Н.В.Громков и С.Б.Шахов (53) 681.325 (088.8) (56) Мартяшин А.И. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. — М.: Энергия, 1976, с.389.

Авторское свидетельство СССР

У 892713, кл. Н 03 М 1/60, 1980.

„„SU„„1 89 1 А1 (54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ

ТЕНЗОДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и мо;кет быть использовано при создании средств для вывода информации с датчиков физических величин, выполненных по мостовой схеме. Изобретение позволяет повысить точность и упростить устройство. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий источник 1 питания, тенэомост 2, интегратор 3, блок 4 сравнения, формирователь 5 импульсов, накопительный элемент 8, выполненный на конденсаторе, и токоограничивающие элементы 9 и 10, выполненные на резисторах, введены токоограничивающие элементы 11 и 12, выполненные на резисторах. 2 ил.

136899

Изобретение относится к цифровой электроиэмерительной технике и может быть использовано в измерительных системах и системах контроля и управ5 ления, использующих тензометрические датчики различных величин с мостовой измерительной цепью.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя и его упрощение.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, тензомост 2, интегратор 3, блок 4 сравнения, формирователь 5 импульсов, ключи 6 и 7, накопительный элемент 8, выполненный на конденсаторе, и токоограничивающие элементы

9 — 12, выполненные на резисторах, интегратор 3 выполнен на операционном усилителе 13 и конденсаторе 14.

Диаграммами 15 — 19 показаны напряжения в узлах схемы. 25

Под действием напряжения разбаланса тензомоста (ТМ) выходное напряже-, ние интегратора 3 линейно.уменьшается.

В момент времени to выходное на- gp пряжение интегратора 3 достигает порогового уровня блока 4, которое срабатывает и воздействует на формирователь 5, по сигналу с которого в данный момент времени размыкается

35 ключ 6, а в момент времени с, замыкается ключ 7. В результате конденсатор 8, который был заряжен до значения Q =U„G» где U„ — напряжение источника 1, Сд -емкость конденсатора 4р

8, подключается первой обкладкой к общей точке соединения резисторов 9 и 10 и начинает разряжаться через резистор 9, вследствие чего выходное напряжение интегратора 3 начинает увеличиваться. Конденсатор 8 остается подключенным к данной точке в течение интервала длительность которого досf таточна для полного разряда конденсатора от напряжения Б„ до П, размер которого определяется соотношением резисторов 9 — 11:

0„В9

R +R, +R„

В момент времени г размыкается ключ 6, а в момент времени t замыкается ключ 7 и конденсатор 8 оказывается подключенным к второму входу

1 г тенэомоста. С момента времени T. выходное напряжение интегратора 3 начинает линейно убывать до момента достижения порогового уровня, после чего процесс преобразования повторяется, Поскольку заряды конденсатора 14 от действия напряжения разбаланса ТМ за время Т +с =Т„ цикла преобразоваи ния и от разряда конденсатора 8 равны, но противоположны по знаку, то будет справедливо следукнцее равенство: дП

R и R «+R qg (Rq+R )+R«(R)+R о ) со R«R»

Un hU — Un M

2 2 2 2

҄— (1) н 4 (9 1о) ю) 4 где 0 — среднее значение напряжеP ния на конденсаторе 8 за время с — напряжение источника питания ТМ;

6 U-=

= Q U„ напряжение раэбаланса ТМ.

Дозированная порция заряда, которую передает конденсатор 8 интегратору, определяется значением

q =(U„-U„, ) G8. (2) С другой стороны, данную порцию заряда можно определить через ток разряда (3) р Р (о ост где I — среднее значение тока разряP да конденсатора G за ин8 тервал времени tp.

Учитывая, что Р ась, й, следова9 тельно, можно пренебречь частью тока разряда конденсатора 8, ответвляющегося через резистор 10, можно определить значение U (4) Р 7

Произведя последовательные подстановки выражений (4) и (3) в выражение (1), после некоторых преобразований получают:

Е(+

Rz ЗВ.т 3 1 к

+ — ) R

1368991 где R<=R>+Rю °

В случае отсутствия необходимости в введении и регулировке смещения резисторы 11 и Р. следует выбирать из соотношения Кн =К =К. Тогда функция преобразования устройства принимает вид

=5(— + †) . (6)

R 6 R

Ri< 2 (R), +R < )R) в

Изменением соотношения резисторов

R и Р« в результат преобразования можно вводить смещение, т.е. задавать начальную частоту преобразования или исключать влияния нежелательного на20 чального разбаланса тензомоста, изменением сопротивления резистора 12 можно осуществлять регулировку чувствительности преобразования по отношению к напряжению разбаланса тензомос- 2г

25 та, что повышает точность.

Введение смещения осуществляется без шунтирования измерительной схемой тензомоста 2. Кроме того, устройство обладает вдвое меньшим по сравнению

30 с известным устройством количеством коммутирующих элементов, Формула и з о б р е т е н и я

Частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник питаия, выходы которого соединены соотетственно с первым и вторым входами тензомоста, интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и является выходной шиной, первый и второй выходы формирователя импульсов соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, информационные входы первого и второго ключей объединены и соединены с первым выводом накопительного элемента

У выполненного на конденсаторе, выход первого ключа соединен с первым входом гензомоста, выход второго ключа соединен с первым выводом первого токоограничивающего элемента, выполненного на резисторе, второй токоограничивающий элемент, выполненный на резисторе, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения, введены третий и четвертый токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, первые выводы которых объединены и соединены с инвертирующим входом интегратора, второй вывод третьего резистора является общей шиной, второй вывод четвертого резистора соединен с первым входом тензомоста, первый выход которого соединен с неинвертирующим входом интегратора, второй выход - с общей шиной, второй вход— с вторым выводом конденсатора и вторым выводом первого резистора, первый вывод которого объединен с вторым выводом второго резистора.

1368991

18 о 1 2 д

Составитель А.Титов

Техред A. Кравчук

Корректор О. Кравцова

Редактор И.Дербак

Подписное

Заказ 315/56 Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производстненно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4