RU1830492C - Capacious transformation of sensors into voltage - Google Patents

Capacious transformation of sensors into voltage

Info

Publication number
RU1830492C
RU1830492C SU914900318A SU4900318A RU1830492C RU 1830492 C RU1830492 C RU 1830492C SU 914900318 A SU914900318 A SU 914900318A SU 4900318 A SU4900318 A SU 4900318A RU 1830492 C RU1830492 C RU 1830492C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
capacitance
inverting input
amplifier
resistor
Prior art date
Application number
SU914900318A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Петрович Арбузов
Сергей Евгеньевич Ларкин
Владимир Павлович Маланин
Евгений Петрович Осадчий
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU914900318A priority Critical patent/RU1830492C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1830492C publication Critical patent/RU1830492C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  параметров .датчиков с емкостной схемой замещени . С целью повышени  точности в него дополнительно введены два резистора и дополнительна  цепь компенсации погрешности от коэффициента усилени . 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to convert parameters of sensors with capacitive equivalent circuitry. In order to increase accuracy, two resistors and an additional error compensation gain circuit are added to it. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, а именно к преобразованию информативного параметра емкостного датчика , и может быть использовано дл  преобразовани  информативного параметра различных датчиков в напр жение.The invention relates to an electrical measuring technique, namely, the conversion of the informative parameter of a capacitive sensor, and can be used to convert the informative parameter of various sensors to voltage.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани  емкости датчика в напр жение.An object of the invention is to increase the accuracy of converting a sensor capacitance to voltage.

На чертеже представлена функциональна  схема преобразовател  емкости датчика в напр жение.The drawing shows a functional diagram of a transducer of a sensor capacitance to voltage.

Он состоит из генератора 1, преобразуемой 2 (Сх) и образцовой 3 (Со) емкостей; первого 4, второго 5, третьего 6, четвертого 7, п того 8 и шестого 9 резисторов; первого 10 и второго 11 усилителей.It consists of generator 1, convertible 2 (Cx) and model 3 (Co) capacities; the first 4, second 5, third 6, fourth 7, fifth 8 and sixth 9 resistors; first 10 and second 11 amplifiers.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

Напр жение с выхода генератора 1 поступает через преобразуемую емкость 2 на неинвертирующий вход первого операционного усилител  10. Выходное напр жение Цг преобразовател  будет определ тьс , исход  из двух уравнений: исходное уравнение дл  первого усилител , найденное по известной формуле:The voltage from the output of the generator 1 is supplied through the converted capacitance 2 to the non-inverting input of the first operational amplifier 10. The output voltage Tsg of the converter will be determined based on two equations: the initial equation for the first amplifier, found by the well-known formula:

е+-е- e + -

UU

выхout

(1)(1)

будет иметь следующий вид:will look like this:

Uo j 0 Сх +. Uo j (О Со . Uo j 0 Cx +. Uo j (Oh.

11

О) Сх + j (О Со + O) Cx + j (O Co +

ReRe

«"

fefe

Ui iRi + U2I R4 UiUi iRi + U2I R4 Ui

1 КУГ1 KUG

Ri T R4 RsRi T R4 Rs

(2)(2)

а выражение дл  выходного напр жени  LJ2 второго усилител  8 будет описыватьс  следующим известным выражением:and the expression for the output voltage LJ2 of the second amplifier 8 will be described by the following known expression:

U2 -UiU2 -Ui

ВзBy

11

R2R2

1 +1 +

R3R3

КуаKua

С+-ЙГ)C + YY)

0000

соwith

gg

Ч)H)

кto

откуда:where from:

.«Г- ТБ- +ТЯ-Х1+- -)«. "G- TB- + TYA-X1 + - -)"

Подставл   уравнение (3) в (2), получим:Substituted equation (3) in (2), we get:

Uojft)Cx -4-UojfwCoWojft) Cx -4-WojfwCo

U2U2

R3R3

Г1 . 1 /Л .. кз -iG1. 1 / L .. kz -i

VR2 )J VR2) J

jft)Cx + j«Co +1 Rejft) Cx + j «Co + 1 Re

RaRa

(1+ж)(1 + g)

Откуда при условии равенства нул  правой части последнего выражени , т.е. при компенсации всех активных составл ющих тока, зависимость выходного напр жени  U2 преобразовател  от преобразуемой емкости датчика будет иметь следующий вид::Whence, provided that the right-hand side of the last expression is zero, when all active components of the current are compensated, the dependence of the output voltage U2 of the converter on the transformed capacitance of the sensor will have the following form:

U2 -UoU2 -Uo

Jk.Jk.

Со With

Добитьс  равенства правой части уравнени  (4) 0 можно подстройкой любого из сопротивлений преобразовател  (кроме шестого резистора) до получени  противо- фазности входного Uo и выходного Уз напр жений . Как видно из (5), погрешность преобразовани  равна 0 (yi 0), т.к. выходное напр жение U2 не зависит от коэффициентов усилени  усилителей.Equality of the right-hand side of equation (4) 0 can be achieved by adjusting any of the transducer resistances (except for the sixth resistor) until the input phase Uo and output voltage node are out of phase. As can be seen from (5), the conversion error is 0 (yi 0), because the output voltage U2 is independent of the amplification factors of the amplifiers.

Методическа  погрешность дл  прототипа описываетс  следующим выражением:The methodological error for the prototype is described by the following expression:

} -} -

С„ + СхC „+ Cx

(1 +Ку4)Со+Сх(1 + Cu4) Co + Cx

Из сравнени  выражений дл  yi м yi видно, что за вл емое устройство исключает погрешность преобразована емкости датчика Сх в напр жение IJ2, обусловленную конечным значением коэффициентов усилени  усилител ,From a comparison of the expressions for yi m yi, it can be seen that the claimed device eliminates the error in converting the capacitance of the sensor Cx to voltage IJ2, due to the final value of the gain of the amplifier,

Таким образом, за вл емое устройство обеспечивает повышение точности преThus, the inventive device provides improved accuracy.

+ +

JiL.JiL.

R4 R5R4 R5

И)AND)

образовани  емкости датчика в напр жение .forming the sensor capacitance in voltage.

По сравнению с прототипом использование предлагаемого преобразовател  по- звол ет:Compared with the prototype, the use of the proposed Converter allows you to:

-повысить точность преобразовани  емкости датчика-в напр жение; .-increase the accuracy of conversion of the sensor capacitance-to voltage; .

-расширить частотный диапазон работы преобразовател ;-to expand the frequency range of the converter;

- повысить быстродействие,- increase performance

Claims (1)

Формула изобретени  Преобразователь емкости датчика в напр жение , содержащий генератор, вход которого подключен к одному из выводовSUMMARY OF THE INVENTION A transducer of a sensor capacitance to voltage, comprising a generator, the input of which is connected to one of the terminals емкости датчика, первый усилитель, выход которого соединен через первый резистор со своим инвертирующим входом, а через второй резистор -с инвертирующим входом второго усилител , неинвертирующий входcapacitance of the sensor, the first amplifier, the output of which is connected through the first resistor to its inverting input, and through the second resistor to the inverting input of the second amplifier, a non-inverting input которого соединен с общей шиной, а его выход через третий резистор соединен со своим инвертирующим входом и через четвертый резистор - с инвертирующим входом первого усилител , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности, в него введены образцова  емкость, п тый и шестой резисторы, инвертирующий вход первого усилител  соединен через п тый резистор с общей шиной, а неинвертирующмй вход - с вторым выводом емкости датчика , через шестой резистор - с общей шиной и через образцовую емкость - с выходом второго усилител ,which is connected to a common bus, and its output through the third resistor is connected to its inverting input and through the fourth resistor to the inverting input of the first amplifier, characterized in that, in order to improve accuracy, a sample capacitance, fifth and sixth resistors are introduced into it, the inverting input of the first amplifier is connected through the fifth resistor to the common bus, and the non-inverting input to the second output of the sensor capacitance, through the sixth resistor to the common bus and through the model capacitance to the output of the second amplifier, 44 -сз8sz8 Vo ZVo z 1g ГG 77 -оъ-oj s CZs CZ КTO j -ihj -ih гg
SU914900318A 1991-01-08 1991-01-08 Capacious transformation of sensors into voltage RU1830492C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914900318A RU1830492C (en) 1991-01-08 1991-01-08 Capacious transformation of sensors into voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914900318A RU1830492C (en) 1991-01-08 1991-01-08 Capacious transformation of sensors into voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1830492C true RU1830492C (en) 1993-07-30

Family

ID=21554331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914900318A RU1830492C (en) 1991-01-08 1991-01-08 Capacious transformation of sensors into voltage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1830492C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Мг 1101758, кл. GOT R 27/26, 1981, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4656871A (en) Capacitor sensor and method
EP0872713A3 (en) Sensor with improved capacitive to voltage converter integrated circuit
CN103858014A (en) Readout circuit for self-balancing capacitor bridge
CN101975893A (en) Differential capacitance detection circuit based on instrument amplifier and detection method thereof
US6639414B2 (en) Circuit for measuring changes in capacitor gap using a switched capacitor technique
US5134885A (en) Circuit arrangement for measuring a mechanical deformation, in particular under the influence of a pressure
CN112014598B (en) Signal conditioning system for improving low-frequency measurement performance of acceleration sensor
JP3664041B2 (en) Amplifier circuit for charge sensor
US4290023A (en) Voltage offset circuit for auto-zero low voltage amplifier
JP2972552B2 (en) Detection circuit and detection method for capacitive sensor
RU1830492C (en) Capacious transformation of sensors into voltage
CN220104335U (en) Torque signal acquisition circuit, sensing device and robot thereof
JP2993532B2 (en) Excitation circuit of Wheatstone bridge type load cell
WO2024090239A1 (en) Differential input/differential output inverting amplifier circuit and measuring device
SU1101758A1 (en) Capacity-to-voltage linear converter
JP3164192B2 (en) Square wave-voltage conversion circuit
JPH07244137A (en) Magnetic field sensor
SU725043A1 (en) Active resistance-to-frequency converter
RU1827647C (en) Pickup capacitance to frequency converter
Vlassis et al. An interfacing circuit for piezoresistive pressure sensors with frequency output
RU2018137C1 (en) Voltage-time interval transducer
SU1730721A1 (en) Frequency-to-voltage converter
JPH0422565Y2 (en)
JPS5937898Y2 (en) Logarithmic conversion device
JP2597676B2 (en) Composite operational amplifier