Преобразователь информативного параметра датчика в частоту
СОЮЗ СОВЕтСнИХ социллистичесних
РЕаЪБЛИН (gg)g G 01 R 27/2б гссудАРстаенный номитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ
ПРИ fMHT СССР (213 4б80395/21 (22) 18.04.89 (b5) 23,05.91. Бюл, У "i9 (71) Пензенский политехнический институт (72) H„ii.Àðáóçîâ, С.Е.Леркин, В,П.Маланин и Д,В.Марченко (53) б2 ."17 (088.8) (56) . Попов В.C. Иэмеаи".льные преобразовател. параметров электрических цепей в частоту. И.: Энергия, 1977,, с,. 98, рис.3.2г. (54) ПРЕОБРАЗОВЛТЕПЬ ИНФОРИЛТИВНСГО
ПАРАМЕТРА ДА"" iiiKA В ЧАСТОТУ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования информативного параметра датчиков в
t частоту. Цель изобретения — распп1ре„„SU„„1651239 А 1 ние функциональных возможностей путем обеспечения независимости регулировки начальной частоты и чувствительности. Выход генератора 1 соединен с входом усилителя 8 через датчик 2, информационный элемент 7 которого составляет цепь обратной связи усилителя, с входом фазовращателя 9 и с входом первого выпрямителя 10, выход которого соединен с входом схемы 13 сравнения. Выход усилителя 8 соединен с входом второго выпрямителя 11, выход которого соединен с вторым входом схемы
13 сравнения. Выход фазоврацателя
9 соединен с входом третьего выпрямителя 12, выход которого соединен с третьим входом схемы 13 сравнения, причем ее выход соединен с управляюцим входом генератора 1. 2 ил.
1651239
I „6 I1 I 1Ф
U
14-U0 Со
Т 5 СХ К 5
0 63RC
I — О. 6 кб а их сумма т ц
Со о СХ
Т
Из î бр е тение о тно сит ся к эл ек троизмерительной технике, а именно к преобразовашпо информативного параметра емкостного датчика и может
9 5 быть использовано для преобразования информативного параметра различных датчиков в частоту.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем 10 обеспечения независимости регулировки начальной частоты и чувствительности.
На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя информативного параметра датчика в частоту, на фиг.2 — возможные схемы замещения датчика.
Преобразователь состоит из генератора 1, датчика 2, клемм 3 - 5 для подключения датчика, образцового (информативного) б,и информативваг о (образцового) 7 элементов дат-чика, усилителя 8, фазовращателя 9, выпрямителей 10 — 12, схемы 13 срав- 25
íения, резисторов 14 — 17 (К14.-R 7 ), усилителя 18.
Преобразователь работает слецую— щим образом.
Напряжение U с выхода генератора 1 подается на вход усилителя 8, выходное напряжение которого определяется образцовым 6 (7) и информативным 7 (6) параметрами,цатчика.
В случае последовательной схемы замещения датчика 2, представленной на фиг.2а, выходное напряжение усилителя 8 равно выпрямляется выпрямителем 11 H подается на второй вход схемы 13 сравнения. На первый вход схемы 13 сравнения подается выпрямленное выходное напряжение генератора 1 (-U ). Ha о третий вход схемы сравнения подается выпрямленное выходное напряжение фазовращателя 9, сдвигающего фазу выходного напряжения генератора на
+ — . Если фазовращатель 9 — диф2 ференциатор, то выходное напряжение фазовращателя Б описывается выражением
2 о-1 где R C = t — постоянная времени дифЛ ференцирования.
Выходное напряжение схемы 13 сравнения изменяет частоту генератора 1 до тех пор, пока сумма токов, текущих через резисторы 14 — 16 схемы 13 сравнения, не будет равна нулю, причем направления TQKoB I q
I<,соответствуют полярности выходных напряжений выпрямителей 10 — 12.
Токи Iи4 I1,5 I << определяются сле дующим образом
U063RC U0 Co UO 0
R)g С1 К5 R14
Откуда выражение для частоты имеет вид
Rt Cp 1 и = — - -" (—" — + — ")
С Кю х Ф4В случае схемы замещения датчика, представленной на фиг.2б, выражение для частоты выходного напряжения генератора 1 имеет вид
Rgg 1 = — - — -(— — — "Ix+--)
2ц КС ЪОR К 4 а в случае схемы замещения датчика, представленной на фиг.2в, получим 46 1 г = — - -- (— — — к + — -) . (к к 4
Если в схемах замещения фиг. 2 поменять местами образцовый и информативный элементы, то в выражениях для частот, полученных выше, надо также поменять местами образцовый и информативный параметры датчика.
Если же в качестве фазовращателя используют интегратор, то выходной величиной будет период выходного напряжения генератора и для схем заме" щения датчика, представленных на фиг.2 имеем со
2iiR1 R C(— — -- + — — );
К15 Сх К14
24 R Р С (— -- — L + — -); г 1 1
Ж Lo к!б к14
2 и К 6К С (— - — — Rх+ — -), / 1
Ro К!6 " R14.
1651239 наличие множителя перед С,, L<, R< в виде сопротивления Rt< позволяет производить независимую регулировку чувствительности преобразователя, а сопротивлением R 1y можно задать начальную частоту. Это позволяет получить нормированный выходной сигнал преобразователя при подключении к нему датчиков с различными значениями образцового и информативного элементов.
Преобразователь обеспечивает также преобразование информативного параметра датчика и в том случае, когда как „::,ыЪ з его элементов имеет последовательнуte или параллельную двухэлементную схему замещения при условии, что тангенс угла потерь информативного и образцового элементов одинаков.
Устройство сбеспеччвает прямо или обратно пропорциональное преобразование относительного изменения емкости. ипдуктивности и сопротивления датчиков H частоту выходного напряжения генератора как при одно-, так и при двухэлементной схеме замещения информативного и образцового элементов датчика. формулаизобретения, Преобразователь информатигного параметра датчика в частоту. содержащий генератор, усилитель, фазовращатель, схему сравнения, причем выход генератора соединен с входом усилителя через датчик, информационный элемент которого составляет цепь обратной связи усилителя, и с входом фаэовращателя, о т л и ч а ю щ и й-с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены три выпрямителя, вход первого выпрямителя соединен с выходом генератора, а его выход — с входом схемы сравнения, вход второго выпрямителя соединен с выходом усилителя, а его выход — c вторым входом схемы сравнения, вход третьего выпрямителя соединен с выходом фазовращателя, а его выход соединен с третьим входом схемы сравнения, . причем выход схемы сравнения соединен с управляющим входом генератора.
