Функциональный преобразователь сопротивления в частоту

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и надежности в работе - достигается тем, что измеряемый резистор подключен одним выводом к входу преобразователя ток - напряжение, другим выводом соединен с выходом первого фильтра нижних частот, вход которого связан с выходом генератора синусоидального напряжения , вход второго фильтра нижних частот соединен с выходом преобразователя ток-напряжение, а его выход - с входом первого выпрямителя, выход которого подключен к одному из входов суммирующего интегратора, между другим входом которого и выходом генератора синусоидального напряжения включен второй выпрямитель, выход суммирующего интегратора соединен с входом управления генератора синусоидального напряжения, выход которого подключен к выходной шине функционального преобразователя сопротивления в частоту . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820185/10 (22) 28.04.90 (46) 15.03,92. Бюл. М 10 (71) Агрофизический научно-исследовательский институт (72) Б. С. Голубь, А. С. Баран, А. В. Кондра- . тов, В. В. Бойцов и В. В. Павлов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 773524, кл. G 01 R 27/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1383225, кл, G 01 R 27/02, 1988. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЧАСТОТУ (57) Изобретение отнОсится к измерительной технике, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности в работе — достигается тем, что измеряемый

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности в работе достигается тем, что измеряемый резистор, подключенный одним выводом к входу преобразователя ток-напряжение, другим выводом соединен с выходом первого фильтра нижних частот, вход которого связан с выходом генератора синусоидального напряжения, вход второго фильтра нижних. частот соединен с выходом преобразователя токнапряжение, а его выход- с входом первого выпрямителя, выход которого подключен к одному из входов суммирующего интегратора, другим входом которого и выходом генератора синусоидального напряжения включен второй выпрямитель, выходсумми Ы 1720031 А1 резистор подключен одним выводом к входу преобразователя ток — напряжение, другим выводом соединен с выходом. первого фильтра нижних частот, вход которого связан с выходом генератора синусоидального напряжения, вход второго фильтра нижних частот соединен с выходом преобразователя ток-напряжение, а его выход — с входом первого выпрямителя, выход которого подключен к одному из входов суммирующего интегратора, между другим входом которого и выходом генератора синусоидального напряжения включен второй выпрямитель, выход суммирующего интегратора соединен с входом управления генератора синусоидального напряжения, выход которого подключен к выходной шине функциональ- Я ного преобразователя сопротивления в частоту. 1 ил. рующего интегратора соединен с входом управления генератора синусоидального на- . пряжения, выход которого подключен к выходной шине функционального преобра- С) зователя сопротивления в частоту. О

Изобретения относится к измерительной технике. и

Известен функциональный преобразователь сопротивления в частоту, содержащий два источника тока, соединенные через ключи с входом первого интегратора, выход которого через преобразователь напряжения — ток соединен с входом второго интегратора, компаратором и измеряемым резистором. В данном устройстве на измеряемом резисторе рассеивается постоянная мощность, не зависящая от его сопротивления.

1720031

20 узлов устройства, Погрешность этого пре- 35

Ог-lj11W(j В) !

Недостатком устройства является наличие постоянной составляющей напряжения на измеряемом резисторе, что делает его непригодным для работы с электрохимическими датчиками, в частности с сорбционными датчиками влажности. Это сильно снижает надежность устройства. Кроме того, данное устройство имеет фиксированную характеристику передачи, пропорциональную квадратному корню из величины сопротивления измеряемого резистора, которая не может быть задана другой функцией.

Известен также функциональный преобразователь сопротивления в код, содержащий генератор синусоидального напряжения, два аттенюатора, измеряемый резистор, преобразователь ток — напряжение в виде операционного усилителя с включенным в цепь обратной связи резистором, компаратор и цифровую схему управления и индикации, Данный преобразователь обеспечивает поддержание постоянства рассеиваемой мощности на измеряемом резисторе в широком диапазоне изменения его сопротивления. Достоинством устройства является возможность линеареэации характеристики по цепи управления аттенюаторов, Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, что обусловлено малым допустимым фазовым сдвигом в контуре уравновешивания и требует широкополосности всех аналоговых образователя сильно зависит также от фазового сдвига в линии связи с датчиком.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности работы, На чертеже представлена функциональная схема преобразователя, Устройство содержит управляемый напряжением генератор 1 синусоидального напряжения, первый и второй фильтры 2 и 3 нижних . частот, измеряемый резистор 4, преобразователь 5 тока в напряжение, включающий в себя операционный усилитель 6 и резистор 7, первый и второй выпрямители 8 и 9 среднего значения, а также суммирующий интегратор 10.

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 1 на вход выпрямителя 9 среднего значения и вход фильтра

2 поступает синусоидальное напряжение, имеющее амплитуду U, и частоту F. На выходе фильтра нижних частот 2 напряжение имеет амплитуду Ог, величина которой

55 где в =2л F — угловая частота;

) — мнимая единица, аг — частотная характеристика фил ьтра2, Напряжение Ог вызывает в измеряемом резисторе 4 ток, который преобразуется преобразователем ток — напряжение.5 в напряжение U5

05=юг = U1! ez(jco) (2)

R7 7

R4 R4 где R4 - сопротивление измеряемого резистора 4;

В7 — сопротивление образцового резистора 7.

Это напряжение подается на фильтр 3 нижних частот, Амплитуда напряжения на выходе фильтра 3 равна

03=05 !ЖЗ()0)) =01 М2()Й>) СФх х(1В}! (3)

Это напряжение подается на выпрямитель 8 среднего значения. Среднее значение

U связано с амплитудным U выражением

U=kU, (4) где k — коэффициент преобразования амплитудного значения напряжения в среднее

1 (— для однополупериодного выпрямителя

2 и — для двухполупериодного выпрямитеЛ ля).

Таким образом, на выходах выпрямителей 8 и 3 среднего значения присутствуют постоянные напряжения соответственно Us и Og. Так как эти напряжения имеют разные полярности, интегратор 10 интегрирует их разность. При этом на его выходе изменяется напряжение, которое подается на вход управления генератора 1, что вызывает изменение частоты F генерируемых им колебаний. Частота F меняется до тех пор, пока разность напряжений Us u Ug не обратится в нуль, Так как Us=kОз, Ug=kU, (5) условие равновесия запишется следующим образом:

kU1) (jW) ((j®) =kU (б) 7

R4 или — = вг() в) ! аз()в) (7)

При этом мощность Р4, рассеиваемая на измеряемом резисторе, определяется выражением

4 2В 2В < >(j ) (8)

U) U1

2 В4 2 В4

Подставляя в(8) выражение для Я4 из(7), получим

1720031

U). 1аг )cd

2 и у I ò3 () а ).! откуда следует, что если

1аа()в) l = 3 аз(3а) I = I cd()cd) f(10) то рассеиваемая на измеряемом резисторе

4 мощность определяется выражением

P4= —, Я (11)

2йу 10 и не зависит от величины сопротивления R4.

Исходя из (7) и (10), окончательно запишем функцию преобразования

R4 = рт I cd (J cd } I = Вт 1 cd (cd) I (12)

Формула изобретения

Функциональный преобразователь сопротивления в частоту, содержащий измеряемый резистор, подключенный одним . выводом к входу преобразователя ток-на- 20 пряжение, генератор синусоидального напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы, в него введены первый фильтр нижних частот, включенный между выходом генератора синусоидального напряжения и другим выводом измеряемого резистора, последовательно соединенные второй фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу преобразователя токнапряжение, первый выпрямитель и суммирующий интегратор, выход которого подключен к дополнительному управляющему входу генератора синусоидального напряжения, а также второй выпрямитель, включенный между другим входом суммирующего интегратора и выходом генератора синусоидального напряжения, подключенным к выходной шине функционального преобразователя сопротивления в частоту.

1720031

Составитель Б. Голубь

Редактор М. Недолуженко Техред М,Моргентал

Корректор О. Кравцова

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

Заказ 771 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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