Преобразователь малых перемещений в скважность импульсов

 

ОПИС .ЯЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюэ Советским

Социалистических

Республик (и) 61979Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (2) Заявлено 0301.77(21) 2440328/25-28 (51) И. Кл.

Я 01 U 5/16

q 01 V 27/00 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий о (5З) УДК 531. 71:

: 531. 14

{088. 8) (43) Опубликовано 1508.78. Бюллетень A&30 (45) Дата опубликования описания 0Х0778 (72) Авторы изобретения A.N. иартящин, д.н. николаев, B.л. свистунов, B.È. Чернецов и В.К. «Шляндин (71) Заявитель йензеыский политехнический институт (54j НРЕОБР ЗО ЕНЬ НЕРЕННй1ЕНИй В иипульсОВ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области электрических измерений неэлектрических величин.

Известны.преобразователи малых перемещений в скважность импульсов, содержащие два генератора, к одному из входов KoropHx подковоч&на измеря» емая емкость, устройство формирования разностной частоты, ключ, счетчик импульсов, причем генераторы выполнены в виде релаксационных генераторов с линейной зависимостью периода колебаний от времязадавщей емкости, а выход устройства формиро:вания разностной частоты через ключ ,подключен ко входу счетчика, управляющий вход ключа через делитель частоты подклвчен к выходу генератора, связанного с измеряемой емкостьюЯ .

Необходимость высокой стабильности работы генераторов и невысокая точность, обусловленная погрешностью работы ключа, являются недостатками этих преобразователей.

Наиболее близким по технической. сущности к данному, изобретению является преобразователь малых перемещений в скважность импульсов, содержа.щий дифференциальный емкостной датчик перемещения, вклк ченные последовательно с каждым из его плеы интеграторы, схемы сравнения, первые входы каждой иэ которых соединены с выходом одного иэ интеграторов, источник опорного напряжения, свяэанный с вторыми входами схем сравнения, и триггер, каждый нз входов которого свяэан с выходом одной нэ схем сравнения а выходы — с входами интеграторов(2) .

8 таком сочетании элементов устройство образует релаксационный генератор. При изменении измеряемого перемещения емкости плеч емкостного датчика изменяют время интегрирования и длительность {скважность) импульсов на выходе триггера.

На точность преобразования оказывает влияние сопротивление потерь емкостного датчика, зависящее от контролируемого перемещения.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Для этого в предлагаемом преобразователе интегратор выполнен íà операционном усилителе с опорным конденсатором в цепи обратной связи и сопротивлением, подключенным к одному из входов операционного усилителя, 9795

3 61 соединенным q земляной шиной и зашунтированным емкостным датчиком, источник опорнсго напряжения выполнен ыа делителе, включенном на выход первой схемы сравнения, а к каждой ступени делителя в порядке увеличения коэффициента деления подключены первые 5 входы первой и второй схем сравнения и второй вход операционного усилителя, к выходу которого подключен второй вход второй схемы сравнения.

Такое выполнение преобразователя )p позволяет повысить точность преобразования эа счет исключения влияния сопротивления потерь емкостного датчика.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя..

Преобразователь содержит емкостной датчик ), интегратор 2, выполненный на операционном усилителе 3 с опорным конденсатором 4 в цепи обратной связи и сопротивлением S, подключенным к одному иэ входов операционного усилителя, соединенным с земляной шиной .6 и зашунтированным емкос ным датчиком 1, источник опорного напряжения, выполненный на делителе 7, первую схему 8 сравнения, вторую схему 9 сравнения и триггер

10. Делитель 7 включен на выход первой схемы 8 сравнения, а к каждой ступени 11-13 делителя в порядке 30 увеличения коэффициента деления подключены первые входы первой схемы 8 сравнения и второй схемы 9 сравнения и второй вход операционного усилителя 3, к выходу которого подключен 35 второй вход второй схемы 9 сравнения.

Входы трйггера 10 подключены к выходам схем 8 и 9 сравнения.

Одновременно с.включением напряжения питания на выходе схемы 8 срав- 40 нения появляется напряжение, поступающее на делитель 7 и с его ступени 12 на первый вход схемы 9 сравнения с коэффициентом ttf а на второй вход операционного усилителя 3 интег- 4; ратора 2 с коэффициентом деления

ы c egg.

Выходной сигнал игтегратора 2 сравнивается на схемах 8 и 9 сравнения с опорными напряжениями ступеней ll и 12 делителя.7. В момент равенства напряжений на входе схемы 8 сравнения напряжение на ее выходе скачкообразно меняет знак на противоположный, а далее работа преобразователя происходит аналогично.

Таким образом, в установившемся режиме в схеме присутствуют автоколебания, в течение каждого полупернода которых в момент равенства напряжений, поступающих на входы схемы

9 сравнения, ее выходной сигнал также меняет знак. Сигналы с выходов схем 8 и 9 сравнения поступают на входы триггера 10, скважность выходных импульсов которого зависит от велличины емкости емкостного датчика, определяемой величиной измеряемого перемещения его пластин. Скважность импульсов может быть преобразована в цифровой код любым известным способом.

Результат преобразования не зависит от величины активного сопротивления потерь емкостного датчика, так как в функцию преобразования входят только коэффициенты деления делителя 7, что позволяет повысить точность измерений..Формула изобретения

Преобразователь малых перемещений в скважность импульсов, содержащий емкостной датчик, интегратор, триггер, источник опорного напряжения н связанные с ним первыми входами две схемы сравнения, выходы которых соединены со входами триггера, а второй вход первой иэ них связан с интегратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, интегратор выполнен на операционном усилителе с опорным конденсатором в цепи обратной связи и сопротивлением, подключенным к одному из входов операционного усилителя, соединенным с земляной шиной и зашунтированным емкостным датчиком, источник опорного напряжения выполнен на делителе, включенном на выход первой схемы сравнения, а к каждой ступени делителя в порядке увеличения коэффициента деления подключены первые входы первой и второй схем сравнения и второй вход операционного усилителя, к выходу которого подключен второй вход второй схемы сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

9 331340, кл. g 01 R 27/26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 464781, кл. (j 01 13 5/16, 1973, 619795

Составитель Е. Артамонова

Редактор В. Блохина Техред З - мужик Корректор С. Гарасиняк

Заказ 4491/37 Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий .

113035 Москва, Ж-35 Рауюская наб.r д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4