Частотный датчик

 

2О4030

Ф "1 т ЗАЛЛ

OnИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 30.VI.1966 (№ 1087379/26-24) с присоединением .заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.Х.1967. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 25.XII.1967

Кл. 42m, 14

МПК 6 06f

УДК 53.087.92:681.2.083. .8:621.3.018.4 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. С. Попов и А. А. Бахтиозин

Одесский политехнический институт

Заявитель

ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК

Стабильность устройств для пропорционального преобразования сопротивлений и емкостей в период электрических колебаний (частотных датчиков) зависит от стабильности нелинейных элементов, включенных в цепь положительной обратной связи RC-генератора; преобразователи допускают изменение измеряемой емкости в весьма ограниченных пределах.

Предлагаемый преобразователь обладает высокой стабильностью и обеспечивает пропорциональную зависимость между измеряемым сопротивлением, емкостью, индуктивностью или их приращениями и периодом электрических колебаний или частотой, причем измеряемые величины могут изменяться в широком диапазоне. Он отличается от известных тем, что к выходу управляемого генератора синусоидального напряжения подсоединены дифференциальное выпрямительное устройство и частотозависимый четырехполюсник, выход которого соединен через усилитель переменного тока с другим входом дифференциального выпрямительного устройства, а выход дифференциального выпрямительного устройства через усилитель постоянного тока соединен с узлом управления генератора.

На фиг. 1 дана блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — частотозависимые четырехполюсники.

Преобразователь содержит управляемый генератор 1 синусоидального напряжения, частотозависимый четырехполюсник 2, усилитель переменного тока 8, дифференциальное

5 выпрямительное устройство 4, усилитель -5 постоянного тока, выпрямитель б. Устройство

4 состоит пз резисторов 7 — 11, и диодов 12-—

15.

Преобразователь работает следующим об10 разом.

Допустим, что соотношение между входным и выходным напряжениями четырехполюсника 2 зависит от частоты. Выходное напряжение четырехполюсника, усиленное усилителем

15 переменного тока в К раз (усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью), питает последовательно соединенные резистор 7 и выпрямительную цепь из диодов 12 и 18, нагруженную на резисторы 9 и 10. Вто20 рая такая же выпрямительная цепь из диодов

14, 15 и резисторов 10, 11, соединенная последовательно резистором 8, питает-я выходным напряжением генератора l. Резисторы 7 и

8 — одинаковые по величине сопротивления, 25 резисторы 9, 10 и 11 также одинаковы.

Разность токов 1ти 1з, протекающих по резисторам 7 и 8, создает на резисторе 10 падение напряжения U>. Последнее усиливается

30 усилителем 5 постоянного тока и управляет через выпрямитель б частотой генератора 1.

204030

Выпрямитель б играет вспомогательну|о роль, т.е. ббеспечивает устойчивую работу схемы.

При изменении частоты генератора изменяется соотношение между напряжением на входе и выходе четырехполюсника 2, т. е. со- 5 отношение между токами 1„и 1,. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 3 напряжение U> на входе усилителя

5 автоматически поддерживается на достаточно малом уровне, резистор 10 выполняет 10 роль нуль-органа, на вход которого поступают токи 1, и 1, При малом значении напряжения U. 1,=1,, и U,=U., так как цепи, по которым протекают токи 1 и 1, имеют одинаковые сопро- 15 тивления. В этом случае напряжение на входе четырехполюсника 2 по абсолютной величине будет в к раз больше, чем напряжение на его выходе (к — коэффициент усиления усилителя переменного тока). Это соотноше- 20 ние автоматически поддерживается постоянным за счет изменения частоты генератора.

Четырехполюсники 2, а и б обеспечивают пропорциональную зависимость между периодом электрических колебаний на выходе 25 генератора 1 и измеряемым сопротивлением или емкостью С, а четырехполюсники 2, в и г — пропорциональную зависимость между частотой и сопротивлением R или емкостью С.

В четырехполюснике 2, д в первом приоли- 30 жении (при соблюдении ряда условий) период электрических колебаний прямо пропорционалсн приращению величины сопротивления

Р,: в четырехполюснике 2, е частота пропорциональна приращению сопротивления R>.,в цепи 2, ж частота прямо пропорциональна приращению емкости С,; в цепи 2, з период пропорционален приращению индуктивности .С .

Выпрямители работают в системе в одинаковых условиях, и нестабильность их характеристик за счет влияния внешних факторов в равной мере влияет на величины токов I> и

l> и в связи с этим не нарушает равенства напряжений Ug u Ur.

Предмет изобретения

Частотный датчик, содержащий управляемый генератор синусоидального напряжения, усилитель переменного тока, частотозависимый четырехполюсник, дифференциальное выпрямительное устройство и усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности характеристики преобразования, к выходу генератора подсоединены вход диференциального выпрямительного устройства и частотозависимый четырехполюсник, выход которого соединен через усилитель переменного тока с другим входом дифференциального выпрямительного устройства, а выход дифференциального выпрямительного устройства через усилитель постоянного тока соединен с узлом управления генератора.

IÊ

Составитель В. Д. Махнанов

Редактор Л. А. Утехина Техред Jl. Я. Бриккер Корректоры: С. А. Башлыкова и M. Ц. Ромашова

Заказ 3875,il 7 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2