RU2018136C1 - Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал - Google Patents
Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018136C1 RU2018136C1 SU4815401A RU2018136C1 RU 2018136 C1 RU2018136 C1 RU 2018136C1 SU 4815401 A SU4815401 A SU 4815401A RU 2018136 C1 RU2018136 C1 RU 2018136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zero
- input
- output
- integrator
- organ
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано, в частности, в цифровых измерителях давления. Сущность изобретения: измерительный преобразователь напряжения во временной интервал содержит коммутатор, в состав которого входят три ключа 1,2,3 и резисторы 4,5,6, интегратор, выполненный в виде усилителя 7 постоянного тока с конденсатором 8 в цепи обратной связи; нуль-орган 9, блок компенсации дрейфа нуля, состоящий из ключа 10, резистора 11, запоминающего конденсатора 12, дополнительный блок компенсации дрейфа нуля, аналогичный основному, и соответствующие связи между перечисленными узлами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано, в частности, в цифровых измерителях давления и других информационно-измерительных системах.
Известны двухтактные цифровые вольтметры, содержащие интегратор, выполненный в виде усилителя постоянного тока с индикатором в цепи обратной связи, выход которого соединен с входом нуль-органа, коммутатор измеряемого и опорного напряжений, подключенный к входу интегратора и через ключ - к общей шине, а также устройство компенсации дрейфа нуля, выполненное в виде ключа, выход которого подключен к входу интегратора и через запоминающий конденсатор к общей шине, а вход - к выходу нуль-органа (1).
Известны также двухтактные цифровые вольтметры, содержащие интегратор, выполненный в виде усилителя постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, выход которого соединен с входом нуль-органа, коммутатор измеряемого и опорного напряжений, подключенный к входу интегратора, устройство компенсации дрейфа нуля, выполненное в виде ключа, выход которого через резистор подключен к входу интегратора и через запоминающий конденсатор - к общей шине, а вход - к выходу нуль-органа (2).
Общим недостатком известных приборов является погрешность преобразования, вызванная наличием случайного напряжения помехи на запоминающем конденсаторе в момент окончания такта коррекции. Во время измерительных тактов это случайное напряжение вызовет появление случайной составляющей выходного сигнала (снижение разрешающей способности преобразователя), а так как условием нормальной работы преобразователя является непревышение суммы этой случайной составляющей и случайной составляющей, вызванной наличием напряжения помехи во входном сигнале ступени квантования, то исполь- зование таких преобразователей в приборах с высоким уровнем помех неопределенного спектра, таких например, как цифровые манометры, представляет определенные трудности в случае, когда необходимо обеспечить высокие значения дискретности.
Передаточная функция по ошибке Wε(p), т.е. передаточная функция от выхода интегратора до выхода цепи коррекции, показывающая зависимость от напряжения помехи ε напряжения на запоминающем конденсаторе компенсации дрейфа будет иметь вид Wε(p)= где Т - постоянная времени интегратора;
К - коэффициент усиления нуль-органа;
Т1 - постоянная времени цепи компенсации дрейфа.
К - коэффициент усиления нуль-органа;
Т1 - постоянная времени цепи компенсации дрейфа.
Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет снижения случайной составляющей выходного сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровом измерительном преобразователе напряжения, содержащем интегратор, выполненный в виде усилителя постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, выход которого соединен с входом нуль-органа, входной коммутатор измеряемого и опорного напряжений, выходами подключенный к входу интегратора, устройство компенсации дрейфа нуля, выполненное в виде ключа, вход которого подключен к входу интегратора и через запоминающий конденсатор к общей шине, выход ключа устройства компенсации дрейфа нуля подключен к выходу интегратора. С целью повышения точности за счет уменьшения погрешности, связанной с дрейфом нуля интегратора по положению и дрейфа нуль-органа, введено дополнительное устройство компенсации дрейфа нуля, выполненное в виде ключа, вход которого через резистор подключен к входу нуль-органа и через запоминающий конденсатор - к общей шине, а выход соединен с выходом нуль-органа.
Сравнение предложенного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".
При изучении других известных технических решений в данной области такие признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".
На чертеже представлена структурная схема цифрового измерительного преобразователя напряжения.
Устройство содержит коммутатор, состоящий из ключей 1, 2, 3, резисторов 4, 5, 6, интегратор, выполненный в виде усилителя 7 постоянного тока с конденсатором 8 в цепи обратной связи, нуль-орган 9, устройство компенсации дрейфа нуля, состоящее из ключа 10, резистора 11, запоминающего конденсатора 12; дополнительное устройство компенсации дрейфа нуля, состоящее из ключа 13, резистора 14, запоминающего конденсатора 15. При этом выходы ключей 1, 2, 3 объединены и через резисторы 4, 5, 6 подключены к входу усилителя 7 постоянного тока. Выход усилителя 7 соединен с входом нуль-органа 9, выход которого являющийся выходом преобразователя, подключен к выходу ключа 13. Вход ключа 13 через резистор 14 подключен к второму входу нуль-органа 9 и через запоминающий конденсатор 15 - к общей шине. Выход ключа 10 подключен к выходу усилителя 7. Вход ключа 10 через резистор 11 и резистор 16 подключен к входу усилителя 7 и через запоминающий конденсатор 12 - к общей шине.
Устройство работает следующим образом.
В течение первого такта работы преобразователя ключ 1 замкнут, а все остальные ключи разомкнуты. При этом производится интегрирование измеряемого напряжения. Во втором такте замкнут ключ 2, а все другие ключи разомкнуты. При этом выходное напряжение интегратора в определенный момент достигается нулевого значения. Переход через нулевой уровень выходного напряжения нуль-органа 9 соответствует окончанию второго такта. Длительность этого такта пропорциональна измеряемому напряжению и преобразуется в цифровую форму.
После второго такта и до начала следующего измерения ключи 3, 10, 13 замкнуты, а ключи 1 и 2 разомкнуты. На конденсаторе 12 устанавливается напряжение, пропорциональное дрейфу усилителя 7 интегратора. При следующем цикле измерения напряжение на конденсаторе 12 обеспечивает подачу через резистор 11 на вход интегратора тока, компенсирующего дрейф.
Таким образом, напряжение компенсации поступает непосредственно с выхода интегратора и, следовательно, уровень помех на конденсаторе 12 будет значительно меньше.
Из передаточной функции
Wε(p)=
видно, что частота среза (определяется постоянной времени Т1) будет в К раз меньше, чем в известных приборах и, следовательно, степень подавления помехи с частотой (находящейся за частотой среза) будет приблизительно в К раз больше, чем в известных приборах без ухудшения быстродействия (определяемого постоянной времени Т).
Wε(p)=
видно, что частота среза (определяется постоянной времени Т1) будет в К раз меньше, чем в известных приборах и, следовательно, степень подавления помехи с частотой (находящейся за частотой среза) будет приблизительно в К раз больше, чем в известных приборах без ухудшения быстродействия (определяемого постоянной времени Т).
Однако в данном случае происходит компенсация дрейфа нуля интегратора только по скорости, для компенсации дрейфа нуля интегратора по положению, а также для компенсации дрейфа нуль-органа 9 служит дополнительное устройство компенсации дрейфа нуля. В режиме коррекции на запоминающем конденсаторе 15 устанавливается напряжение, пропорциональное сумме дрейфов нуля интегратора и нуль-органа 9. При следующем цикле измерения напряжение на конденсаторе 15 обеспечивает подачу на вход нуль-органа 9 напряжения, компенсирующего дрейф.
Использование данного изобретения позволит создать простой цифровой измерительный преобразователь напряжения, случайная составляющая выходного сигнала которого значительно меньше, чем у известных приборов, и даст возможность организовать выпуск прецизионных помехозащищенных цифровых манометров.
Claims (2)
1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий интегратор, выполненный в виде усилителя постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, выход которого соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с выходной клеммой, коммутатор, первый вход которого соединен с входной клеммой для подключения источника измеряемого напряжения, второй вход соединен с источником опорного напряжения, третий вход соединен с общей шиной, а выходы объединены и соединены с входом интегратора, блок компенсации дрейфа нуля, выполненный в виде ключа, выход которого через резистор соединен с входом интегратора и через запоминающий конденсатор с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, вход блока компенсации дрейфа нуля соединен с выходом интегратора.
2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности, вызванной дрейфом нуля нуль-органа, введен дополнительный блок компенсации дрейфа нуля, выполненный в виде ключа, вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выход через резистор подключен к входу нуль-органа и через запоминающий конденсатор к общей шине.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4815401 RU2018136C1 (ru) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4815401 RU2018136C1 (ru) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018136C1 true RU2018136C1 (ru) | 1994-08-15 |
Family
ID=21508926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4815401 RU2018136C1 (ru) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018136C1 (ru) |
-
1990
- 1990-04-17 RU SU4815401 patent/RU2018136C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Шляндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М.: Высшая школа, 1973, с.189, рис.3.33. * |
2. Евланов Ю.Н., Шатохин А.А.Автоматическая коррекция дрейфа в цифровом вольтметре с двухтактным интегрированием, Труды МЭИ, вып. 254, 1975, с.140, рис.3 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4806846A (en) | High accuracy direct reading capacitance-to-voltage converter | |
US5867054A (en) | Current sensing circuit | |
US4091683A (en) | Single channel electrical comparative measuring system | |
US4001813A (en) | Precision capacitance to digital conversion system | |
US4031533A (en) | Differential floating dual slope converter | |
JP2972552B2 (ja) | 容量型センサ用検出回路および検出方法 | |
RU2018136C1 (ru) | Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал | |
RU2018137C1 (ru) | Измерительный преобразователь напряжения во временной интервал | |
Kung et al. | Digital cancellation of noise and offset for capacitive sensors | |
SU1673996A1 (ru) | Масштабный измерительный преобразователь | |
US4163221A (en) | Capacitance to digital conversion system | |
SU855534A1 (ru) | Устройство дл измерени сопротивлени посто нному току | |
JP2993532B2 (ja) | ホイートストンブリッジ型ロードセルの励振回路 | |
RU2731033C1 (ru) | Тензопреобразователь давления мостового типа | |
SU614392A1 (ru) | Измерительный усилитель посто нного тока | |
SU1449913A1 (ru) | Устройство дл измерени сигналов мостовых датчиков | |
SU752370A1 (ru) | Логарифмический аналого-цифровой преобразователь | |
SU1739199A1 (ru) | Устройство дл записи информации | |
SU480025A1 (ru) | Преобразователь отношени двух напр жений во временной интервал | |
SU718797A1 (ru) | Измеритель активной мощности | |
SU1758568A1 (ru) | Устройство дл измерени среднеквадратического значени напр жени | |
SU1027634A1 (ru) | Цифровой вольтметр переменного напр жени | |
SU1278740A1 (ru) | Сейсмометрическое устройство | |
SU1624352A1 (ru) | Устройство дл измерени сопротивлений | |
SU661375A1 (ru) | Цифровой интегрирующий измеритель отношени двух посто нных напр жений |