CS242761B1

CS242761B1 - Converter connection for non-linear and linear quantity conversion

Info

Publication number: CS242761B1
Application number: CS824775A
Authority: CS
Inventors: Vladislav Kondr
Original assignee: Vladislav Kondr
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS477582A1

Abstract

Zapojení umožňuje realizovat poměrně jednoduchými prostředky libovolnou závislost průběhu výstupního napětí na jeho napětí vstupním, např. u dálkového měření polohy hydraulického servopohonu. Je použito převodníku sestávajícího z oddělovacího zesilovače, součtového zesilovače, omezovacího bloku, tří vstupních odporů, zpětnovazebního odporu a uzemňovacího odporu. Použitím jednoho omezovacího bloku lze získat dva přímkové úseky závislosti výstupního napětí na velikosti vstupního napětí. Paralelním připojením dalšího omezovacího bloku a příslušných vstupních odporů lze získat další dva přímkové úseky charakteristiky závislosti výstupního napětí na velikosti vstupního napětí a obdobně připojením dalších omezovačích bloků a vstupních odporů. Omezovači napětovou úroveň omezovacího bloku lze nastavit od nuly do maxima pro každý omezovači blok a pro každou polaritu zvlášt nastavením odporového trimru příslušného omezovacího bloku.The wiring makes it quite simple to implement means any dependency the output voltage to its voltage input, eg for remote position measurement hydraulic actuator. A converter is used consisting of a separation amplifier, summing amplifier, limiting block, three input resistors, feedback resistance and earthing resistance. Using one two straight lines can be obtained from the constraint block Output Voltage Dependencies on input voltage. Parallel connection another constraint block and the appropriate ones two more resistors can be obtained line segments of dependency characteristics output voltage to the input voltage and similarly attaching additional restraints blocks and input resistors. Voltage limiters the blocking level can be set from zero to a maximum for each constraint block and for each polarity, especially by setting the resistance trimmer of the respective restriction block.

Description

(54, Zapojení převodníku pro převod nelineární a lineární veličiny(54, Connection of converter for conversion of non-linear and linear quantity

Zapojení umožňuje realizovat poměrně jednoduchými prostředky libovolnou závislost průběhu výstupního napětí na jeho napětí vstupním, např. u dálkového měření polohy hydraulického servopohonu. Je použito převodníku sestávajícího z oddělovacího zesilovače, součtového zesilovače, omezovacího bloku, tří vstupních odporů, zpětnovazebního odporu a uzemňovacího odporu. Použitím jednoho omezovacího bloku lze získat dva přímkové úseky závislosti výstupního napětí na velikosti vstupního napětí. Paralelním připojením dalšího omezovacího bloku a příslušných vstupních odporů lze získat další dva přímkové úseky charakteristiky závislosti výstupního napětí na velikosti vstupního napětí a obdobně připojením dalších omezovačích bloků a vstupních odporů. Omezovači napětovou úroveň omezovacího bloku lze nastavit od nuly do maxima pro každý omezovači blok a pro každou polaritu zvlášt nastavením odporového trimru příslušného omezovacího bloku.The connection makes it possible to realize any dependence of the course of the output voltage on its input voltage by relatively simple means, eg for remote measurement of the position of the hydraulic actuator. A converter consisting of a decoupling amplifier, a summing amplifier, a limiting block, three input resistors, a feedback resistor and a grounding resistor is used. By using one limiting block, two line sections of the output voltage dependence on the magnitude of the input voltage can be obtained. By connecting another limiter block and the corresponding input resistors in parallel, two further straight lines of the output voltage dependence on the magnitude of the input voltage can be obtained, and similarly by connecting further limiter blocks and input resistors. The limiting voltage level of the limiting block can be set from zero to maximum for each limiting block and for each polarity separately by adjusting the resistance trimmer of the respective limiting block.

I_.AND_.

Vynález se týká zapojení převodníku pro převod nelineární a lineární veličiny, určeného zejména k vytváření nelineárních závislostí výstupního napětí na velikosti vstupního napětí, např. u dálkového měření polohy hydraulického servopohonu apod.The invention relates to the connection of a converter for the conversion of a non-linear and a linear quantity, intended in particular for producing non-linear dependencies of the output voltage on the magnitude of the input voltage, e.g.

Až dosud se dálkové měření polohy hydraulického servopohonu provádí tak, že pro měření nelineárního průběhu měřené veličiny, tj. například napětí, se individuálně cejchuje příslušný měřicí prvek. V jiných aplikacích, např. pro účely elektronických regulačních systémů, se realizace provádí většinou bud použitím nelineárního prvku ve zpětnovazební větvi zesilovače, nebo častěji použitím komparátorů, které ovládají spínače, jež pak vhodným způsobem mění strukturu zpětnovazební sítě zesilovače.Up to now, the remote measurement of the position of the hydraulic actuator has been carried out in such a way that the respective measuring element is individually calibrated to measure the non-linear course of the measured quantity, i.e. the voltage. In other applications, for example for the purposes of electronic control systems, the implementation is usually done either by using a non-linear element in the amplifier feedback line, or more often by using comparators that operate the switches, which then appropriately alter the amplifier feedback network structure.

Nevýhodou řešení, kde se scejchovává měřicí prvek, je jeho složitost a náročnost. Při použití jiného měřicího prvku je nutno tuto peraci znovu opakovat. Při požadavku na obecnější průběh charakteristiky je realizační obvodová struktura poměrně složitá a její použitelnost většinou úzce omezená.The disadvantage of the solution where the measuring element is calibrated is its complexity and complexity. If another measuring element is used, it is necessary to repeat this operation. If a more general characteristic curve is required, the implementation circuit structure is relatively complex and its applicability is usually narrowly limited.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojeni převodníku pro převod nelineární a lineární veličiny podle vynálezu, sestávající z oddělovacího zesilovače, součtového zesilovače, omezovacího bloku, tří vstupních odporů, zpětnovazebního odporu, uzemňovacího odporu, dvou vstupních svorek zapojení, dvou výstupních svorek zapojení a napájecí svorky zapojení.These disadvantages are overcome by the wiring of the non-linear and linear variable converter according to the invention, consisting of a decoupling amplifier, a summing amplifier, a limiting block, three input resistors, a feedback resistor, a grounding resistor, two input terminals, two wiring output terminals and wiring.

Podstatou zapojení podle vynálezu je to, že k první vstupní svorce zapojení je připojen řídicí vstup oddělovacího zesilovače, jehož druhý zpětnovazební vstup je paralelně spojen s druhou vstupní svorkou zapojení, výstupem oddělovacího zesilovače a vymezovacím vstupem omezovacího bloku, jehož první diferenční výstup, druhý diferenční výstup a omezovači výstup jsou přes korespondující vstupní odpory zapojeny na druhou výstupní svorku zapojení, na jeden konec zpětnovazebního odporu a na součtový vstup součtového zesilovače. Zemnicí vstup součtového zesilovače je přes zemnicí odpor připojen k napájecí svorce zapojení, přičemž výstup součtového zesilovače je paralelně zapojen k druhému konci zpětnovazebního odporu a k první výstupní svorce zapojeni.The principle of the circuit according to the invention is that the control input of the isolation amplifier is connected to the first circuit input terminal, the second feedback input of which is connected in parallel to the second circuit input terminal, the isolation amplifier output and the limiting input of the limiter block. and the limiting output is connected via the corresponding input resistors to the other wiring output terminal, to one end of the feedback resistor, and to the summation input of the summation amplifier. The summation amplifier ground input is connected to the power supply terminal via a ground resistor, the summation amplifier output being connected in parallel to the other end of the feedback resistor and the first output terminal wiring.

Pokrok dosažený zapojením převodníku podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje realizovat poměrně jednoduchými prostředky libovolnou závislost průběhu výstupního napětí na jeho napětí vstupním.The progress achieved by the connection of the converter according to the invention consists in that it is possible to realize, by relatively simple means, any dependence of the course of the output voltage on its input voltage.

Zapojení převodníku pro převod nelineární a lineární veličiny je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na výkresu.The wiring of the converter for the conversion of non-linear and linear quantities is illustrated schematically by way of example in the block diagram in the drawing.

Jak patrno z blokového schématu, sestává převodník podle vynálezu z oddělovacího zesilovače 2/ součtového zesilovače 2, tvořených operačními zesilovači, ze vstupních odporů 2, 5, 6, ze zpětonovazebního odporu J_, uzemňovacího odporu 2 a z omezovacího bloku 2, což je souměrný diodový omezovač, tvořený jak v kladné, tak i záporné větvi odporovým trimrem a diodou. Jednotlivé bloky 1 až 3 a odpory 4 až 8 jsou pak spojeny následovně:As can be seen from the block diagram, the converter according to the invention consists of an isolating amplifier 2 / a summing amplifier 2 made up of operational amplifiers, input resistors 2, 5, 6, a feedback resistor 1, an earthing resistor 2 and a limiting block 2. , formed in both the positive and negative branches by a resistance trimmer and diode. Individual blocks 1 to 3 and resistors 4 to 8 are then connected as follows:

K první vstupní svorce a zapojení je připojen řídicí vstup 3 oddělovacího zesilovače 2· Jeho druhý zpětnovazební vstup k je paralelně spojen s druhou vstupní svorkou 1. zapojení, výstupem oddělovacího zesilovače 2 a vymezovacím vstupem b omezovacího bloku 2» jehož první diferenční výstup e, druhý diferenční výstup c a omezovači výstup d jsou přes korespondující vstupní odpory 6, ý, 2 zapojeny na druhou výstupní svorku m zapojení, na jeden konec zpětnovazebního odporu 7 a na součtový vstup h součtového zesilovače 2. Zemnicí vstup 2 součtového zesilovače 2 je přes uzemňovací odpor 2 připojen k napájecí svorce j zapojení, výstup součtového zesilovače 2 je paralelně zapojen k druhému konci zpětnovazebního odporu 7 a k první výstupní svorce f zapojení.The control input 3 of the isolation amplifier 2 is connected to the first input terminal and wiring. Its second feedback input k is connected in parallel to the second wiring input terminal 1, the isolation amplifier 2 output and the delimitation input b of the limiting block 2 the differential output c and the limiting output d are connected via the corresponding input resistors 6,,, 2 to the other output terminal m of the wiring, to one end of the feedback resistor 7 and to the summation input h of the summation amplifier 2. The output of the summing amplifier 2 is connected in parallel to the other end of the feedback resistor 7 and to the first output terminal f of the wiring.

Použitím jednoho omezovacího bloku 2 lze získat dva přímkové úseky závislosti výstupního napětí na velikosti vstupního napětí. Paralelním připojením dalšího neznázoměného omezovacího bloku a příslušných vstupních odporů k druhé vstupní svorce JL zapojení a k druhé výstupní svorce m zapojení převodníku lze získat další dva přímkové úseky charakteristiky závislosti výstupního napětí na velikosti vstupního napětí a obdobně připojením dalších omezovačích bloků a vstupních odporů.By using one limiting block 2, two line sections of the output voltage dependence on the magnitude of the input voltage can be obtained. By connecting another limiter block and the corresponding input resistors in parallel to the second input terminal 10 of the wiring and to the second output terminal m of the transducer wiring, two further line segments of the output voltage dependence on the input voltage magnitude can be obtained.

Omezovači napětovou úroveň omezovacího bloku 2 lze nastavit od nuly do maxima pro každý omezovači blok a pro každou polaritu zvlášt nastavením odporového trimru. Zapojení převodníku podle vynálezu umožňuje následující funkci:The limiting voltage level of the limiting block 2 can be set from zero to maximum for each limiting block and for each polarity separately by adjusting the resistance trimmer. The connection of the converter according to the invention enables the following function:

Přivede-li se na první vstupní svorku a zapojení převodníku, tj. na řídicí vstup g oddělovacího zesilovače £ signál, postupně se zvětšující od nuly, pak dokud nedosáhne jeho hodnota první, tj. nejmenší nastavené prahové úrovně, bude zisk součtového zesilovače 2 dán podílem hodnot zpětnovazebního odporu ]_ a druhého vstupního odporu 5, resp. paralelní kombinaci všech hodnot neznázorněných druhých vstupních odporů. Vstupní napětí na prvním a třetím vstupním odporu 4, 6, resp. paralelních kombinací všech hodnot neznázorněných prvních a třetích vstupních odporů jsou taková, že jejich součet dává nulové napětí. Dosáhne-li nyní velikost vstupního signálu první, tj. nejmenší nastavené prahové úrovně, pak je druhý vstupní odpor 5 pro všechny signály s vyšší úrovní zablokován. Případná hodnota paralelní kombinace neznázorněných druhých vstupních odporů pak stoupne a zisk součtového zesilovače 2 poklesne. Pokud je však připojen i první a třetí vstupní odpor 4,2, pak se jeden z těchto odporů ý, 2 podle polarity vstupního signálu odblokuje, takže druhý vstupní odpor 2 je nahrazen třetím vstupním odporem 6 a zisk je tedy dán poměrem kombinace třetího vstupního odporu 2 ^a zpětnovazebního odporu 7_, respektive poměrem nezakreslené paralelní kombinace třetího vstupního odporu s neznázprněnými druhými vstupními odpory a uvedeným zpětnovazebním odporem T_.If a signal increasing gradually from zero is applied to the first input terminal and the wiring of the converter, i.e. to the control input g of the isolating amplifier 6, then until its value reaches the first, i.e. the lowest set threshold, the gain of the summing amplifier 2 is the values of the feedback resistor 10 and the second input resistor 5, respectively. parallel combination of all values of second input resistors (not shown). The input voltage at the first and third input resistors 4, 6, respectively. The parallel combinations of all values of the first and third input resistors (not shown) are such that their sum gives zero voltage. If the size of the input signal now reaches the first, i.e. the smallest set threshold level, then the second input resistor 5 is blocked for all higher level signals. The possible value of the parallel combination of the second input resistors (not shown) then increases and the gain of the summing amplifier 2 decreases. However, if the first and third input resistors 4.2 are also connected, then one of these resistors,, 2 is unlocked according to the polarity of the input signal, so that the second input resistor 2 is replaced by the third input resistor 6 and the gain is given by 2 ^{and the} feedback resistor 7, respectively, by the ratio of a plotted combination of a third input resistor not shown to the second input resistors (not shown) and said feedback resistor T, not shown.

Funkce případných dalších neznázorněných bloků je zcela analogická, přičemž neznázorněné druhé vstupní odpory nebo první a třetí vstupní odpory lze podle potřeby ze zapojení vypustit. Lze tedy říci, že příslušné vstupní odpory 2» £» jí. součtového zesilovače 2 jsou připojeny bud k omezovacímu výstupu d, nebo diferenčním výstupům c, e omezovacího bloku 2, který zablokuje funkci těchto vstupních odporů 2> ý' ^v případě, že vstupní napětí omezovacího bloku 2 nedosáhlo předem nastavené prahové úrovně, což se projeví jako změna zesílení součtového zesilovače 2.The function of any other blocks (not shown) is completely analogous, whereby the second input resistors (not shown) or the first and third input resistors (not shown) can be omitted from the wiring as required. It can therefore be said that the respective input resistors 24,. summation amplifier 2 are connected either to constraint the D or differential outputs C, E limiter unit 2, which disables the function of these input resistors 2> Y ^'if the input voltage of the limiting block 2 has not reached a predetermined threshold level, resulting in a sum amplifier change 2.

Zapojení převodníku pro převod nelineární a lineární veličiny lze s výhodou použít například u dálkového měření polohy hydraulického servopohonu hydraulických lisů nebo pro řízení zesílení v závislosti na velikosti regulační odchylky, aniž by se podstata vynálezu měnila.The connection of the converter for the conversion of the non-linear and linear quantities can be advantageously used, for example, for remote position measurement of the hydraulic actuator of hydraulic presses or for the control of the gain depending on the magnitude of the control deviation without changing the subject matter.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A non-linear and linear variable converter wiring consisting of a decoupling amplifier, a summing amplifier, a limiting block, three input resistors, a feedback resistor, a grounding resistor, two input terminals, two output terminals, and a power supply terminal, the first input terminal (a) of the wiring is connected to the control input (g) of the isolating amplifier (1), the second feedback input (k) of which is connected in parallel to the wiring input terminal (1) of the wiring, the isolation amplifier (1) and the input (b) ) of a limiting block (3), the first differential output (e), the second differential output (c) and the limiting output (d) being connected via corresponding input resistors (6, 4, 5) to the second output terminal (m), one end of the feedback resistor (7) and to the summation input (h) of the summation amplifier (2), whose ground input (i) is p The grounding resistor (8) is connected to the power supply terminal (j), the output of the summing amplifier (2) being connected in parallel to the other end of the feedback resistor (7) and to the first output terminal (f) of the connection.