Преобразователь сопротивления в частоту импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советский

Социалистическвк

Республик (ii)989492 (В1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.08. 77 (21 } 251782&/18-21 (5l)N. Кл.

G 01 и 27/02 с ярнсоеаннением заявки М (23) Приоритет

Гееумрствае4 кенвтет

СССР ав фалам взебретеквв в вткрытиЯ

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 15.01.83 (И) УДК 621.317 .33(088.8) (72) Автор изобретения

Л.И.Макеева

А . 1

F л

Г

Днепропетровский ордена Трудового Йбного;Знамени металлургический институт V (7! ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЧАСТОТУ

ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано при построении функциональных преобразователей для частотно-цифровых измерительных приборов

S и систем.

Известен функциональный преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор с зарядным резистором на входе, нуль-орган, подключенный к выходу интегратора, и формирователь напряжения обратной связи, включенный между выходом нульоргана и входом интегратора, параллельно зарядному резистору включен полевой транзистор, затвор которого соединен с выходом нуль-орга" на 1 j.

Недостатком данного преобразователя является то, что он может корректировать нелинейность, выходнойхарактеристики тех датчиков, чув" ствительность которых зависит от из

2 меряемой величины, представленной в виде напряжения.

Наиболее близким к данному изобретению является преобразователь при. ращения сопротивления тензорезистора в изменение частоты, содержащий стабилизатор тока, набор последовательно соединенных резисторов, два ключа, соединенные управляемый инвертор и интегратор, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, к второму входу которого подключены выходы ключей, а выход сое динен с управляющими входами управляемого инвертора и первого ключа (2 3, Недостатком известного преобразователя является.то, что он не позволяет проводить коррекцию нелинейности датчиков.

Цель изобретения - увеличение линейности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления в частоту импульсов, содержагде t — время заряда>

- постоянная интегратора 10.

Для момента разряда имеем

2 tR "j g R t =g RÄ, г о

55 где t g - время разряда, Принимая

Т

11- й

3 98949 щий стабилизатор токв, набор последовательно соединенных резисторов, два ключа, последовательно соединенные управляемый инвертор и интегратор, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, к второму входу которого подключены выходы ключей, а выход соединен с управляющими входами управляемого инвертора и первого ключа, введены 10 блоки совпадений, ключи, блок запоминания, блок выборки, блок частотных сигнализаторов и блок управления„ причем между незаземленными выводами стабилизатора тока и измеряемого резистора, вторые выводы которых сое- динены с корпусом, включен набор последовательно соединенных эталонных резисторов, вывод первого из кото рых соединен с входами управляемого инвертора и первого ключа, выводы остальных эталонных резисторов через ключи подключены к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с входом второго ключа и через последовательно соединенные блок частотных анализаторов, блок выборки и блок запоминания с первыми входами блоков совпадений, вторые входы ко-. торых обьединены и соединены с выхо- 30 дом блока сравнения, а выходы - c управляющими входами остальных ключей, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока запоминания и второго. ключа, выход которого является выходом преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя, на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, поясняющие его

40 работуf на фиг. 4 - передаточные характеристики датчиков °

Преобразователь содержит стабилизатор тока 1, набор эталонных резисторов 2(йоГR0),. измерительный резистор 3(В ) i блок запоминания, 4, клю45 чи 5-7, управляемый инвертор 8, ключ

9, интегратор 10 блок сравнения 11, блок выборки 12, блок частотных ана. лизаторов 13, блок управления 14, ключ 15, блоки совпадений 16-18, сигнальные шины 19-21.

Преобразователь работает следующим образом.

Работа происходит в два этапа, В процессе преобразования ток 3о с выхода стабилизатора тока 1 создает падение напряжения на резисторах

Ур Ъ Воп"

2 4

В течение первого такта по команде с блока управления 14 блок запоминания 4 выдает разрешающий сигнал на шину 19, на шины 20 и 21 поданы запрещающие сигналы. При поступлении единичного сигнала с выхода блока сравнения ll на второй вход блока совпадения 18 обеспечивается открывание ключа 7 и закрывание ключа

9, ключи 5 и 6 закрыты. В этом случае на один из входов блока сравнения 1 1 поступает напряжение 30 "(R„+

+R©„), а на другой вход - напряже-, ние с выхода интегратора 10.

Интегрирование напряжения 30 R (при.закрытом ключе 9 управляемый инвертор 8 инвертирует входной сигнал 3О ° R„) происходит до тех пор, пока выходной сигнал интегратора 10 не сравниваетСя с напряжением 3О (RO11

+" х) °

На временной диаграмме (фиг, 3) этому процессу соответствует участок

ВС. В момент сравнения, т.е. в точке

С происходит срабатывание блока сравнения, s результате чего изменяется состояние ключей (ключ 7 закрывает- ся, ключ 9 открывается, ключи 5 и

6 закрыты), Происходит разряд интегратора l0 напряжением 3оR . Через ключ 9 на второй вход блока сравнения 1 l поступает напряжение 3ойх.

Разряд интегратора 10 происходит до тех пор (фиг. 3, участок CD). пока напряжение на выходе интегратора 10 не сравняется с напряжением

3 ОR, В этот момент происходит срабатывание блока сравнения 11, и следо-. вательно, соответствующее изменение состояния ключей 7 и 9 (на противоположные).

Для момента заряда интегратора 10 справедливо равенство: 1

Ж =j3 R„t = а " "х) " о

5 .98 где Т - период преобразования, рав- . ный —, не Формул (1) м (2) путем неслоинмн преобразований имеем

Rx т оо

Следовательно, выражение для частоты преобразования для первого учаСтка ОА (фиг. 2а) имеет вид,1

1"х х .к " " - е„(з)

ЯРО„Ф РО где К - коэффициент пропорционально- Л

15 сти, равный

2E

Значение поправочного коэффициента Кп.1для первого участка 0А (фиг. 2а) равно 1. Значение поправоч ного .коэффициента Кп2для второго участка.

О1 02

К

1 о1

Соответственно, зависимость частоты преобразователя с коррекцией для второго участка.

R.К R„K

=К . (.)) зв

"1

Для и-ro участка

9"92 6 по команде с блока управления 14 ключ l5 открывается и пропускает им- . пульсы с выхода блока сравнения 11 на вход счетного устройства, например частотомера {не показан), После считывания информации блок управления 14 формирует команду в блок запоминания 4 для подготовки устройства к первому этапу иэмере10 ния, для определения местонахождения измеряемой величины, Далее сле" дует второй этап осуществления измерения величины Rg с введением коррекЦИИ е

Предложенное устройство может быть использовано для коррекции нелинейности датчиков, передаточные характеристики которых представлены на фиг. 4.

Таким образом, корректируя в зависимости от нелинейности датчика крутизну характеристики преобразовате(2 1 ля, удается получить линейную зависимость между значением выходной частоты и контролируемым параметром.

Изобретение может быть использовано в автоматизированной системе измерения и контроля параметров термонапряженных объектов и позволяет автоматизировать процесс измерения, обеспечив непосредственный -ввод информа" ции в ЦВИ.

Формула изобретения

35 х

R -к Р .Р +---+@оп и

01 Пп 01 02" ОП

Для предложенного преобразователя дрейф нуля интегратора 10, нестабильность порога срабатывания блока сравнения 11 не вносит погрешность в измерение. Кроме того, в данном преобразователе непосредственно в измерительной цепи отсутствуют переключающие элементы. Достаточно выполнить требования высокого входно-. го сопротивления интегратора 10 и блока сравнения 11, чтобы пренебречь влиянием остаточных параметров ключей, Для нормальной работы устройства необходимо учитывать, чтобы суммарное значение К0.1+В02+,, ° +Rpp не изменяло режим работы стабилизатора тока 1. После осуществления коррекции в преобразователе значение выходной частоты прямо пропорционально изменению входного параметра датчика (фиг, 2с, кривая 2) . В этом случае ао

Преобразователь сопротивления в ча« стоту импульсов, содержащий стабилизатор тока, набор последовательно соединенных резисторов, два ключа, последовательно соединенные управляемый инвертор и интегратор, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, к второму входу которого подключены выходы ключей, а выход соединен с управляющими входами управляв-, мого инвертора и первого ключа, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения линейности преобразо" вания, в наго введены блоки совпадений, ключи, блок запоминания, блок выборки, блок частотных анализаторов и блок управления, прйчем между неэаземленными выводами стабилизатора тока и измеряемого резистора, вторые выводы которых соединены с корпусом, включен набор последовательно соединенных эталонных резисторов, вывод первого из которых соединен с выхо989492 дами управляемого инвертора и перво- го ключа, выводы остальных эталонных резисторов через ключи подключены к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с входом второго ключа и через последовательно соединенные блок частотных анализаторов, блок выборки и блок запоминания - с первыми входами блоков совпадений, вторые входы которых обьединены и соеав динены с выходом блока сравнения, а выходы — с управляющими входами остальных ключей, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока запоминания и второго ключа, выход которого является выходом преобразователя.. Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

:N 376892, кл. H 03 K 13/20> 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2463872/18-21, 31.03.78.