Преобразователь перемещения в частоту

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерений и контроля перемещений объектов, связанных с подвижным электродом потенциометрического датчика. С целью повышения точности за счет снижения влияния температурной погрешности в преобразователь, содержащий интегратор 1, потенциометрический датчик 2, дифференциальный усилитель 3 и компаратор 4, введен делитель 5,-а датчик 2 включен вцепь обратной связи интегратора 1 так, что датчик 2 и интегрирующий конденсатор образуют последовательную цепь. Период следования импульсов на выходе преобразователя зависит только от разбаланса датчика 2, поэтому исключено влияние полного сопротивления датчика 2 и его температурных изменений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ч о (л)

C) 4 р г (21) 4766713/28 (22) 08.12.89 (46) 29.02.92. Бюл. ¹ 8 (71) Пензенский политехнический институт (72) А.В.Задера, П.П.Першенков и Б.Л,Свистунов (53) 621.317.39:531,717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 572644, кл. G 01 В 7/16, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1116299,,--кл. G 01 В 7/00, 1982, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В ЧАСТОТУ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерений и контроля пере„.,!Ж„„1716307 А1 мещений объектов, связанных с подвижным электродом потенциометрического датчика, С целью повышения точности за счет снижения влияния температурной погрешности в преобразователь, содержащий интегратор

1, потенциометрический датчик 2, дифференциальный усилитель 3 и компаратор 4, введен делитель 5; а датчик 2 включен в цепь обратной связи интегратора 1 так, что датчик 2 и интегрирующий конденсатор образуют последовательную цепь, Период следования импульсов на выходе преобразователя зависит только от разбаланса датчика 2, поэтому исключено влияние полного сопротивления датчика 2 и его температурных изменений. 2 ил.

1716307

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерений и контроля перемещений объектов, связанных с подвижным электродом потенциометрического датчика.

Известно устройство для контроля неэлектрических величин, содержащее усилитель, трансформатор, RC-цепь и резистивный мост.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в частоту, содержащий потенциометрический датчик, интегратор, компаратор и дифференциальный усилитель.

К недостаткам известного преобразователя относится невысокая точность.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения влияния температурного воздействия на результат преобразования, На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг, 2 — временные диаграммы его работы.

Преобразователь перемещения в часто. ту содержит интегратор 1, потенциометрический датчик 2, дифференциальный усилитель 3, компаратор 4 и делитель 5 напряжения, Выход компаратора 4 подключен к входу интегратора 1, в цепь обратной связи которого между его выходом и обкладкой интегрирующего конденсатора включен датчик 2. Выход интегратора 1 подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 3, инвертирующий вход которого соединен с подвижным выводом датчика 2, Дифференциальный усилитель 3 выполнен с отношением коэффициентов передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам, равным двум, а его выход подключен к инвертирующему входу компаратора 4, неинвертирующий вход которого через делитель 5 напряжения соединен с его выходом.

Преобразователь перемещения в частоту работает следующим образом, При включении питания на выходе блока 4 (фиг. 2а) за счет наличия положительной обратной связи появляется скачок напряжения, например, отрицательной полярности (— U), которое подается на вход интегратора

1, в цепь обратной связи которого включен резистивный датчик 2. На выходе интегратора 1 (фиг, 2с) и среднем выводе датчика 2 (фиг. 2в) появляются линейно изменяющиеся напряжения, описываемые выражениями:

U..t „(В ЛR

0ь—

RoCo Ro

0 т 2В

0с=RÑ. +U R где Rp, Со — параметры интегрирующей цепи интегратора 1;

5 R — сопротивление каждого из плеч датчика 2;

Л В вЂ” разбаланс датчика 2, обусловленный влиянием исследуемой неэлектрической величины;

10 t — время.

Напряжение Ub, снимаемое со среднего вывода резистивного датчика 2, подается на инвертирующий вход, а напряжение Uc, снимаемое с выхода интегратора 1, — на

15 неинвертирующий вход дифференциального усилителя 3, выполненного с отношением коэффициентов передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам, равным двум: К-/К+ = 2. В этом случае на выходе

20 дифференциального усилителя 3 формируется сигнал, зависящий от параметров интегратора 1 и разбаланса датчика 2, Пусть К- = 2n, К+ = n, тогда напряжение на выходе усилителя 3 запишется как

0д = -U t — 2nU и +ЛЯ оСо о

Этот сигнал подается на инвертирую30 щий вход блока 4, где сравнивается с напряжением (— KU), подаваемым с выхода блока 4 через делитель 5 напряжения, где К вЂ” коэффициент деления делителя 5. В момент равенства напряжений на входах блока 4 напряжение на его выходе скачкообразно изменяет свой знак на противоположный и описанный процесс повторяется. Возникают релаксационные колебания, период которых

40 т= — В.С. г ЛКС.

К и

Период следования временных импульсов типа "меандр" на выходе предлагаемого преобразователя зависит лишь от разбаланса дифференциального резистивного датчика 2, что позволяет по сравнению с прототипом повысить точность преобразования за счет исключения влияния полного сопротивления датчика и его температурных изменений. Срыв колебаний при

Л В - 0 исключен за счет наличия "нулевого" периода Tp = KRoCp/и. Становится воз55 можной также фиксация знака разбаланса.

Работу преобразователя перемещения в частоту можно обеспечить и в случае, когда сопротивления плеч дифференциальной пары не равны друг другу, Пусть сопротив1716307

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в частоту, содержащий потенциометрический датчик перемещения, интегратор, компаратор

5 и дифференциальный усилитель, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен делитель напряжения, а интегратор снабжен дополнительным входом и выполнен в виде инвертирующего

10 усилителя, вход и дополнительный вход интегратора через соответственно резистор и интегрирующий конденсатор подключены к входу инвертирующего усилителя, выход которого является выходом интегратора, пер15 вый и второй неподвижные выводы потенциометрического датчика подкл ючены соответственно к выходу и дополнительному входу интегратора, подвижный вывод потенциометрического датчика подключен

20 к инвертирующему входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к входам интегратора и делителя напряжения, выход

25 которого подключен к неинвертирующему входу компаратора, а выход интегратора подключен к неинвертирующему входудифференциального усилителя. ление плеча датчика, подключенного к конденсатору интегратора, равно Rq, а величина сопротивления второго плеча равна R-„;

Преобразователь будет нормально функцйонировать, если отношение коэффициентов усиления дифференциального усилителя по инвертирующему и неинвертирующему входам сделать равным:

%+Вг а—

В этом случае ц -U t „В1 hR

НоСо Ro

U l В1+Ег, о Со Ro

Од=0 (а — 1) — 0па и h,R

RoCo Ro

Период релаксационных колебаний такого преобразователя будет равен:

КВ4С а Л В.С п(а — 1) а — 1

Составитель В.Подолян

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор А,Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 603 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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