Универсальное измерительное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >853426 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено Зц11.79 (21) 2854144/18-21 (51)М. Кл.

G 01 К 7/22 с присоединением заявки H9—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано р >08g). Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 070881 (53) УДК 5Ç1 ° 717 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.И.Белец, Л.Я.Ильницкий и В.A.Õoðîøêo

Киевский ордена Трудового Красного Ынамени инженеров гражданской авиации (71) Заявитель (54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, может быть использовано в измерителях температуры с полупроводниковыми термо5 резисторами .

Известно универсальное устройство, содержащее источник питания, два из- мерительных преобразователя, два операционных усилителя и сумматор, к входу которого подключены выходы операционных усилителей, а последовательно с выходом одного иэ операционных усилителей включен один иэ преобразователей 1 .

Это устройство практически не 15 работоспособно с датчиками с большой кратностью изменения сопротивления под действием измеряемого параметра, и требует значительных аппаратурных изменений при измерении с другим типом датчиков.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является универсальное устройство, содержащее источник питания, два измерительных преобразователя, два операционных усилителя, три сумматора, выход одного из них является выходом устройства, выход первого сумматора соединен с входом выходного сумматора, и через Зы

2 резистор с входом первого операционного усилителя, выход второго сумматора также соединен с входом выходного сумматора и через измерительный преобразователь с входом второго операционного усилителя. Первый измерительный преобразователь включен в цепь обратной связи первого операционного. усилителя. На входе первого и второго сумматоров включены по два дополнительных переменных резистора. В цепь обратной связи второго операционного усилителя. включен постоянный резистор. Соединение первого и второго сумматоров и операционных усилителей с входом выходного сумматора осуществляется через переменные резисторы 2).

Однако зто устройство практически неработоспособно с датчиками, которым присуще явление релейного эффекта, приводящего к неоднозначности их характеристик при циклических изменениях измеряемого параметра в широком диапазоне, например температуры, при измерении ее с помощью полупроводниковых терморезисторов.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем создания конструкции устройства, обеспе853426

Формула изобретения чивающей работу с датчиками, которым присущ релейный эффект и нелинейность характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, два измерительных преобразователя, два операционных усилителя, два сумматора, выходы которых соединены со входами делителей, а входы каждого сумматора соединены с выходом своего операционного усилителя и трехвходовой сумматор, ко входу которого подключены выходы операционных усилителей, а последовательно со входом одного из операционных усилителей включен один из преобразователей, при этом другой преобразователь включен в цепь обратной связи другого операционного усилителя, дополнительно введены блок вычитания, входы которого соединены с выходами операционных усилителей, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход подключен ко входу трехвходового сумматора и два сумматора, причем первый вход одного сумматора соединен с источником питания, второй вход соединен с выходом трехвходового сумматора и первым входом другого введенного выходного сумматора, а выход этого сумматора соединен со вторым входом выходного сумматора и со входами сумматоров, выходы которых подключены ко входам операционных усилителей.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, два измерительных преобразователя 2 и 3, два операционных усилителя 4 и 5, пять сумматоров 6-10, вычитающий блок 11, иивертирующий усилитель 12. Выход сумматора 7 соединен через постоянный резистор 13 со входом операционного усилителя 4.

Вход сумматора 8 через измерительный преобразователь 3 соединен с входом операционного усилителя 5. Измерительный преобразователь 2 включен в цель обратной связи операционного усилителя 4. В цепь обратной связи операционного усилителя 5 включен постоянный резистор 14. Два входа вычитающего блока 11 соединены с соответствующими выходами операционных усилителей 4 и 5, выходы которых также соединены со входами сумматоров, выход вычитающего блока соединен со входом инвертирующего усилителя 12. Выход инвертирующего усилителя соединен с третьим входом сумматора б, выход которого соединен с входами сумматоров 9 и 10. Ко входу сумматора 10 подключен источник питания 1, выход сумматора 10 соединен со входами сумматоров 7, 8, 9. Выход сумматора 9 является выходом устройства.

tQ

2О

4О

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии действия измеряемого параметра, например температуры, сопротивление преобразователей 2 и 3 авно R„ и на выходе устройства напжение по величине равно напряжению источника питания 1. Когда на преобразователи, которыми в данном случае будут полупроводниковые терморезисторы, начинает воздействовать измеряемый параметр, например, температура, их сопротивление изменяется на величину ай.

При этом на вход сумматора 6 поступают три сигнала: два иэ них,пропорциональные величине прикладываемого параметра (температуры) и третий сигнал, компенсирующий релейный эффект датчика.

Линеарнзацня выходного напряжения, термокомпенсация и компенсация промышленных помех осуществляется за счет того, что измерительные преобразователи 2,3 включены в различные точки измерительных схем. Так как эти преобразователи 2,3 однотипны и работают в одинаковых условиях, их погрешности, вызванные нелинейностью одного порядка, но с противоположными знаками, и поэтому при сложении в сумматоре б они компенсируют друг друга. Сигналы с выхода операционных усилителей 4 и 5 поступают также на вычитающий блок 11,с выхода которого ьы получаем раэностный сигнал, если датчику присущ релейный эффект, который через инвертирующий усилитель 12 поступает на вход сумматора б, что позволяет компенсировать явление релейного эффекта датчика (в данном случае терморезисторов).

Таким образом, использование описываемого устройства обеспечивает высокую линейность и однозначность измерения параметра независимо от характера иэмерительноro цикла,. например температурного, а значит, дает возможность повысить точность измерений, унифицировать блоки аналогового ввода сигналов многоканальных систем, отказаться от жесткой привязки определенного типа датчиков к каналам устройства.

Универсальное измерительное устройство, содержащее источник питания, два измерительных преобразователя, два операционных усилителя, два сумматора, выходы которых соединены со входами усилителей, а входы каждого сумматора соединены с выходом своего операционного усилителя, и трехвходовой сумматор, ко входу которого подключены выходы операци853426

Составитель И. Точкин

Редактор Н.Коляда Техред С. Мигунова КорректбрЮ.Макаренко

Заказ 5621/14 Тирах 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная, 4 онных усилителей, а последовательно со входом одного иэ операционных усилителей включен один из преобразователей, при этом другой преобразователь включен в цепь обратной связи другого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены блок вычитания, входы которого соединены с выходами операционных усилителей, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход подключен ко входу трехвходового сумматора, и два сумматора, причем первый вход одного сумматора соединен с источником питания, второй вход соединен с выходом трехвходового сумматора и первым входом другого введенного выходного суммато» ра, а выход этого сумматора соединен с вторым входом выходного сумматора и с входами сумматоров, выходы которых подключены ко входам операционных усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 559107, кл. G 01 В 7/16, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 624109, кл. G 01 К 7/22, 1978.