Устройство для преобразования изменяющейся неэлектрической величины в электрическое напряжение

 

Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин . Цель изобретения - повышение чувстЛ вительности преобразования. При воздействии изменяющейся неэлектрической величины на датчик 1 происходит изменение величины сопротивления датчика 1, что приводит к изменению смещения между затвором и истоком транзисторов 2, II и 12 относительно их одного постоянного уровня. Это изменение смещения приводит к изменению тока, протекающего по резисторам 3, 13 и 14 в каждом каскаде и изменению величины напряжения на стоке транзисторов 2, 11 и 12. Схема устр-ва обеспечивает выбор оптимального рабочего тока датчика 1 и полевых транзисторов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 К 7 16 фс ДЦ(у" р .. I3l м" (4

i Ф ;4

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 838413 (21) 4135789/24-10 ! (22) 17.10.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (72) В. А. Князев и А. Ф. Терещенко (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 838413, кл. G 01 К 7/16, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕ НЯЮШЕЙСЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин. Цель изобретения — повышение чувст„.SU„„1381346 A 2 вительности преобразования. При воздействии изменяющейся неэлектрической величины на датчик 1 происходит изменение величины сопротивления датчика 1, что приводит к изменению смещения между затвором и истоком транзисторов 2, 11 и 12 относительно их одного постоянного уровня.

Это изменение смещения приводит к изменению тока, протекающего по резисторам 3, 13 и 14 в каждом каскаде и изменению величины напряжения на стоке транзисторов 2, 11 и 12. Схема устр-ва обеспечивает выбор оптимального рабочего тока датчика 1 и полевых транзисторов.

1 ил.

1381346

l5

Формула изобретения

50

Составитель В. Голубев

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верее Корректор М. Пожо

Заказ 838/37 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССCP по делам изобретений и открв тий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к технике электри еских измерений неэлектрических величин и может быть использовано, в частности, дл измерения тепловых и световых потоко . ! Цель изобретения — повышение чувстви1гельности преобразования за счет обеспе!!ения оптимального режима питания датчи1са изменяющейся неэлектрической величи1чы.

На чертеже показана схема предлагаем ro устройства.

Устройство содержит датчик 1, включенны в истоковую цепь полевого транзисто а 2, сток которого через резистор 3 по ключен к потенциальной шине 4 источника питания, дифференциальный усилитель 5, ре истивный делитель напряжения 6, резисто. 7 и конденсатор 8, образующие инте рирующую RC-цепь, и идентично выполне ных каскадов 9 и 10 (для простоты по азана п=2) . Каскад 9 (10) состоит из по евого транзистора 11 (12), исток которо о подключен к незаземленной шине да чика 1, а сток через резистор 13 (143 подкл чен к потенциальной шине 4 источника пи ания, из:дифференциального усилителя

15 (16), инвертирующий вход которого по ключен к средней точке резистивного де ителя 6, а неинвертирующий вход к ст ку полевого транзистора 11 (12), резистор 17 (18) и конденсатор 19 (20) обра уют интегрирующую RC-цепь. Устройство со ержит также суммирующий усилитель 21, вы олненный на операционном усилителе 22, ин ертирующий вход которого соединен с его выходом, являющимся выходом всего уст ойства, через резистор 23. Выходы диффе1 енциальных усилителей всех каскадов соединены с суммирующим усилителем через разделительные RC-цепи 24 — 26 цепи питани дифференциальных усилителей не показа!1ы) . !

Устройство работает следующим образом. При подключенных датчике и источнике пит1ания под действием глубокой отрицателЬной обратной связи в устройстве автом1атически устанавливается заданный режим питания датчика 1 по постоянному току, причем потенциал стока U- транзистора 2 определяется установленным коэффициентом деления напряжения Ei в делителе 6 и поэтому сила тока через датчик 1 определяется однозначно и равна отношению разности напряжений Ei и U к велнчине сопротивления и умноженная на чис!!о каскадов (и+1) .

В установившемся режиме в каждом касКаде потенциал затвора транзистора 2 (11, 12) всегда равен уровню выходного напряжения дифференциального усилителя 5 (15, 16) за вычетом падения напряжения на резисторе 7 (17, 18) из-за протекания тока затвора.

При воздействии изменяющейся неэлектрической величины на датчик 1 происходит изменение величины сопротивления датчика, что приводит к изменению смещения между затвором и истоком транзисторов 2, 11 и 12 относительно исходного постоянного уровня.

В свою очередь это изменение смещения приводит к изменению тока, протекающего по резистор"ì3,,! 3 и 14 в каждом каскаде, а следовательно, к изменени:о величины напряжения на стоке полевых транзисторов 2, 11 и 12.

Схема предлагаемого устроства обеспечивает выбор оптимального рабочего тока и датчика и полевых транзисторов. В таком режиме реализуется максимальная обнаружительная способность датчика и одновременно достигается минимальный порог чувствительности усилительных каскадов на полевых транзисторах. Кроме того, за счет статистического усреднения собственных шумов усилительных каскадов отношение сигнал/шум увеличивается в -/и+1 раз.

Устройство для преобразования изменяющейся неэлектрической величины в электрическое напряжение по авт. св. № 838413, Отч1uчаГСCqeeCЯ тЕМ, Что, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ его чувствительности за счет обеспечения оптимального режима питания датчика, в него дополнительно введены (п+1) разделительных КС-цепей, суммирующий усилитель и и идентично выполненных каскадов, каждый из которых включает в себя нолевой транзистор, два резистора, конденсатор и дифференциальный усилитель, подключенный неинвертирую1цим входом к потенциальной шине источника питания через один из резисторов и к стоку полевого транзистора, затвор которого подключен к общей шине устройств через конденсатор и к выходу дифференциально-го усилителя через другой резистор, причем истоки полевых транзисторов всех каскадов подключены к незаземленному выводу датчика, ипвертирующие входы дифференциальных усилителей всех каскадов подключены к среднему выводу резистивного делител напряжения. а выходы дифференциальных усилителей через разделительные КС-цепи подключены к входу суммирующего усилителя.