Преобразователь электрических сиг-налов мостовых датчиков b частоту

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт, свид-ву (22) Заявлено 310378 (21) 2597412/18-21 (51) М. КЛ. с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15,0381 Бюллетень ¹ )0

jlàòà опубликования описания 150381 (з) НЖ б81. 325 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Научно-исследовательский и конструкторский !нстй+Ф:: = .::: испытательных машин, приборов и средств изме...жния.-явт=е(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ С11ГНАЛОВ

ИОСТОВЫХ ДАТЧИКОВ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к информа- ционно-измерительной технике, в частности к преобразователям электрических сигналов моста всех датчиков, и может быть использовано в системах измерения, управления и регулирования, работающих с тенэорезисторными мостовыми датчиками.

Известен преобразователь электрических сигналов мостовых датчиков в частоту, содержащий мостовой датчик, ключи, интегратор, масштабный усилитель, компаратор, соединенный через резисторы, соответственно со входом и выходом интегратора и выхо- 15 дом масштабного усилителя, при этом первый ключ соединяет диагональ питания со входом интегратора, а другой ключ соединяет измерительную диагональ со входом масштабного усы- 20 лителя (1) .

Недостатком данного преобразователя является низкая точность преобразования.

Наиболее близким техническим ре- 2з шением к предлагаемому изобретеиию является преобразователь электрических сигналов мостовых датчиков в частоту, содержащий мостовой датчик, цепь питания которого подключена к 39 источнику энакопеременного напряжения питания, а выход — ко входу масштабного усилителя, интегратор, вход которого подключен к вьходу масштабного усилителя, источник опорного напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом источника знакопеременного напряжения питания, и компаратор (21 .

Недостатком этого преобразователя является ограничение диапазона выходных сигналов со стороны высоких частот, так как при повышении рабочей частоты появляются погрешности, связанные с инерционностью мостового датчика, масштабного усилителя, источника опорного напряжения.

Цель изобретения — расширение диапазона выходного интервала оигнала в сторону высоких частот.

Поставленная цель достигается тем, 4то в преобразователь электрических сигналов мостовых датчиков в частоту, содержащий мостовой датчик, цепь питания которого подключена к источнику энакопеременного напряжения питания, а выход — ко входу масштабного усилителя, интегратор, вход которого подключен к выходу масштабного усилителя, источник опорного напряже813773 ния, управляющий вход которого соединен с выходом источника знакопеременного напряжения питания, и компаратор, введены суммирующий усилитель, первый вход которого подключен к выходу интегратора, а выход — к входу компаратора, генератор импульсов,логический элемент совпадения, входы которого подключены к выходам компаратора и генератора импульсов, делитель частоты, вход которого подклю- ® чен к выходу логического элемента. совпадения, а выход — к управляющему входу источника знакопеременного,напряжения питания, счетчик импульсов, в од которого подключен к выходу лОгического элемента совпадения, и преобразователь код-аналог, вход которого подключен к выходу счетчика, а цепь питания — к первому выходу источника опорного напряжения, причем второй и третий входы суммирующе- 20 го усилителя подключены к выходу преобразователя код-аналог и второму выходу источника опорного напряжения.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобра- р5 зователя.

Преобразователь содержит мостовой датчик 1, выход которого через масштабный усилитель 2 подключен к входу интегратора 3, суммирующий усилитель 4, первый вход которого подключен к выходу интегратора 3, источник 5 знакопеременного напряжения питания, выход которого подключен к цепи питания датчика 1 и к управляющему входу источника 6 опорного напряжения. К выходу суммирующего усилителя 4 подключен вход ком аратора 7. К первому выходу источника 6 опорного напряжения подключена цепь питания преобразователя 8 код-ана- 40 лог. К управляющему входу источника

5 знакопеременного напряжения питания подключен выход делителя 9 частоты, вход которого соединен с выхоцом логического элемента 10 совпадения 45

10, входы которого подключены к выходам генератора 11 импульсов и компаратора 7. Между выходом логического эЛемента 10 и входом преобразователя 8 код-аналог включен счетчик 12 импульсов. Второй и третий входы сумьщрующего усилителя 4 подключены к выходу преобразователя код-аналог 8 и второму выходу источника 6 опорного напряжения. В частном случае делитель 9 частоты и счетчик 12 могут быть объединены в один блок.

Преобразователь работает следующим образом.

После очередной смены знака напряжения на выходе источника 5 делитель Щ

9 частоты, счетчик 12 импульсов и преобразователь 8 код-аналог находятся в начальном состоянии. Выходное напряжение преобразователя 8 код-аналог равно нулю. Выходной сигнал датчика 1, усиленный масштабным усилителем 2, поступает на вход интегратора 3, в результате чего напряжение на выходе последнего нарастает по пилообразному закону. При равенстве выходного напряжения интегратора 3 и опорного напряжения на выходе источника б изменяет состояние компаратор 7, после чего очередной импульс с выхода генератора 11 через логический элемент 9 проходит на входы делителя 9 частоты и счетчика 12.На выходе преобразователя код-аналог 8 появляется напряжение, соответствующее единице счета, которое, суммируясь с выходными напряжениями источника 6 и интегратора 3, вызывает возвращение компаратора 7 к первоначальному состоянию. По мере нарастания выходного напряжения интегратора 3 напряжение на выходе суммирующего .усилителя 4 также нарастает, пока компаратор 7 не сработает снова, после чего очередной импульс генератора 11 проходит на входы делителя 9 и счетчика 12, в результате чего напряжение на выходе преобразователя 8 возрастает на величину, соответствующую единице, вызывая возвращение компаратора 7 к начальному состоянию.

Этот процесс повторяется до заполнения емкости делителя 9 и счетчика 12.

После этого под действием выходного импульса делителя 9 напряжение на выходах источников 5 и 6 изменяет знак на противоположный, напряжение на выходе преобразователя 8 становится равным нулю, напряжение на выходе интегратора 3 начинает изменяться в противоположном направлении, и весь процесс происходит аналогично. После заполнения емкости делителя 9 и счетчика 12 устройство возвращается в исходное состояние, и весь процесс повторяется. Частота выходных импульсов, снимаемых с выхода логического элемента 10, больше частоты переключения элементов 1-3 и 5 и 6 в число раз, равнОе коэффициенту деления частоты делителя 9.

Все это приводит к существенному расширению диапазона выходного сигнала в сторону высоких частот, а повышение точности может быть достигнуто эа счет снижения рабочей частоты мостового датчика, источников питающего и опорного напряжения и интегратора.

Формула изобретения

Преобразователь электрических сигналов мостовых датчиков в частоту, содержащий мостовой датчик, цепь питания которого подключена к источниКу знакопеременного напряжения питания, а выход — ко входу масштабного усилителя, интегратор, вход которого

813773

Составитель В. Дмитриев

Редактор М. Погориляк Техред H. Майорош Корректор Н. Грнгорук

Заказ 835/79 Тираж 988 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключен к выходу масштабного ycul лителя, источник опорного напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом источника знакопеременного напряжения питания, и компаратор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона ,выходного сигнала в сторону высоких частот, в него введены суммирующий усилитель, первый вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к входу компаратора, генератор

:импульсов, логический элемент совпадения, входы которого подключены к выходам компаратора и генератора импульсов, делитель частоты, вход которого подключен к выходу логического элемента совпадения, а выход — к управляющему входу источника знакопеременного напряжения питания, счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу логического элемента совпадения, и преобразователь код-аналог, вход которого подключен к выходу счетчика, а цепь питания - к первому выходу источника опорного напряжения, причем второй и третий входы суммирукшего усилителя подключены к выходу преобразователя код-аналог и второму выходу источника опорного напряжения.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электромеханические весы с частотными преобразователями. Экспрессинформация. — "Контрольно-измерительная техника". М 29, 1973, с. 4-10, рис. 6.

15 2. Мартяшин A.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. "Энергия", 1976, с. 365, рис; 7-8 (прототип).