Преобразователь емкости датчика в напряжение

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования параметров .датчиков с емкостной схемой замещения. С целью повышения точности в него дополнительно введены два резистора и дополнительная цепь компенсации погрешности от коэффициента усиления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, (5i)5 G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

0вых

Ку будет иметь следующий вид

u,io>C +u )мс.

)вСХ+ )гоСо+

U2 01 Я2

Ra 1 откуда:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900318/ tO (22) 08,01.91, (46) 30,07.93. Бюл, 1Ф 28 (71) Пензенский политехнический институт (72) В,П,Арбузов, С.Е.Ларкин, В.П,Маланин и Е.П.Осадчий . (56} Авторское свидетельство СССР

М. 1101758, кл. G 01 R 27/26, 1981, Изобретение относится к электроиэмерительной технике, а именно к преобразованию информативного параметра емкостного датчика, и может быть использовано для преобразования информативного параметра различных датчиков в напряжение.

Целью изобретения является повышение точности преобразования емкости датчика в напряжение.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя емкости датчика в напряжение, Он состоит из генератора 1, преобразуемой 2 (Cx) и образцовой 3 (Со) емкостей; первого 4, второго 5. третьего 6, четвертого

7, пятого 8 и шестого 9 резисторов; первого

10 и второго 11 усилителей.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение с выхода генератора 1 поступает через преобразуемую емкость 2 на неинвертирующий вход nepaoro операционного усилителя 10. Выходное напряжение

th преобразователя будет onðåäåëÿòüàÿ, исходя из двух уравнений: исходное уравнеwe для первого усилителя, найденное по известной формуле: Ж 1830492 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ ДАТЧИКА В НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования параметров, датчиков с емкостной схемой замещения. С целью повышения точности в него дополнительно введены два резистора и дополнительная цепь компенсации погрешности от коэффициента усиления. 1 ил.

01 IR1+ Uz 1 R4 01

К„, ®

R1 R4 йв а выражение для выходного напряжения Оэ второго усилителя 8 будет описываться следующим известным выражением: и1--u " (>+ „ (1+ „, )).(з)

Подставляя уравнение {3) в (2); получим:

1830492

3 — 1+ —,"- 1+

1 1 1

+ — + 1 4 R5

)аС»+! ВС0+ — R4 + R—

1 1 1 1 6 1 4 5 (4) U2= U0

Со

Со + С» (.1 С»

Оо) й1С» + 0о) й)Со 02

-О2 „< 1+ 1+ „

Откуда при условии равенства нуля правой части последнего выражения, т.е. при компенсации всех активных составляющих тока, завислмость выходного напряжения

U2 преобразователя от преобразуемой емкости датчика будет иметь следующий вид;

Добиться равенства правой части уравнения (4) 0 можно подстройкой любого из сопротивлений преобразователя (кроме шестого резистора) до получения противофазности входного Uo и выходного U2 напряжений, KBK видно из (5)„пОгрешность преобразования равна О (у1 =.О), т,к. выходное напряжение U2 не зависит от козффициентов усиления усилителей.

Методическая погрешность для прототипа описывается следующим выражением:

Из сравнения выражений для у1 и у2 видно, что заявляемое устройство исключает погрешность преобразования емкости датчика С» в напряжение U2, Обусловленную конечным значением коэффициентов усиления усилителя.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает повышение точности преобразования емкости датчика в напряжение.

По сравнению с прототипом использование предлагаемого преобразователя по5 зволяет; — повысить точность преобразования емкости датчика в напряжение; — расширить частотный диапазон работы преобразователя;

10 — повысить быстродействие, Формула изобретения

Преобразователь емкости датчика в напряжение, содержащий генератор, вход которого подключен к одному из выводов

15 емкости датчика, первый усилитель, выход которого соединен через первый резистор со своим инвертирующим входом, а через второй резистор —.c инвертирующим входом второго усилителя, неинвертирующий вход

20 которого соединен с общей шиной, à его выход через третий резистор соединен со своим инвертирующим входом и через четвертый резистор — с инвертирующим входом первого усилителя, о т л и ч а ю щ и й25 с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены образцовая емкость, пятый и шестой резисторы, инвертирующий вход первого усилителя соединен через пятый резистор с общей шиной, а неинвертирую30 щий вход — с.вторым выводом емкости датчика, через шестой резистор — с общей шиной и через образцовую емкость — с выходом второго усилителя, 1830492

Составитель С. Ботуз

Техред М. Моргентал

Корректор С. Лисина

Редактор Л. Павлова

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

Заказ 2521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушсквя наб;. 4/5