RU2541723C1 - Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres - Google Patents

Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres Download PDF

Info

Publication number
RU2541723C1
RU2541723C1 RU2013142394/28A RU2013142394A RU2541723C1 RU 2541723 C1 RU2541723 C1 RU 2541723C1 RU 2013142394/28 A RU2013142394/28 A RU 2013142394/28A RU 2013142394 A RU2013142394 A RU 2013142394A RU 2541723 C1 RU2541723 C1 RU 2541723C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
auxiliary
diagonal
input
power supply
Prior art date
Application number
RU2013142394/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Крутчинский
Николай Николаевич Прокопенко
Григорий Альбертович Свизев
Алексей Евгеньевич Титов
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту)
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 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту)
Priority to RU2013142394/28A priority Critical patent/RU2541723C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541723C1 publication Critical patent/RU2541723C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of measurement equipment and may be used in structure of various sensor systems, which use resistive sensors that vary their resistance under physical impact of environment (pressure, deformation, light, temperature, radiation, composition of various gases, moisture, etc.). The device comprises a measurement bridge, the first (1) output of the power supply diagonal of which is connected to the first (2) bus of the power supply source, the second (3) output of the power supply diagonal is connected to the second (4) common bus of the power supply source, and the first (5) and second (6) outputs of the measurement diagonal are connected to inputs of the first (7) differential instrument amplifier (DIA), the first (8) resistive sensor connected between the first (5) output of the measurement diagonal and the first (1) output of the power supply diagonal, the second (9) resistive sensor connected between the first (5) output of the measurement diagonal and the second (3) output of the power supply diagonal, the third (10) resistive sensor connected between the second (6) output of the measurement diagonal and the first (1) output of the power supply diagonal, the fourth (11) resistive sensor connected between the second (6) output of the measurement diagonal and the second (3) output of the power supply diagonal, the first (12) and second (13) auxiliary resistors, connected in series between the output (14) of the DIA (7) and the non-inverting input of the auxiliary OA (15), the inverting input of which is connected to the output (16) of this auxiliary OA (15), the first (17) correcting capacitor connected between the common unit (18) of the first (12) and second (13) auxiliary resistors and the output (16) of the auxiliary OA (15), the second (19) correcting capacitor connected between the non-inverting input of the auxiliary OA (15) and the second (4) common bus of the power supply bus, the first (20) ADC, the input of which is connected with the outlet (16) of the auxiliary OA (15). The circuit includes an additional DIA (21), the output of which (22) is connected to the input of the second (23) ADC, the first (24) input of the additional DIA (21) is connected to the common unit (18) of the first (12) and second (13) auxiliary resistors, and the second (25) input of the additional DIA (21) is connected to the non-inverting input of the auxiliary OA (15).
EFFECT: possibility to create both a digital equivalent of an input measured value (x) and a digital equivalent of its first derivative ( x ˙ ) ,
Figure 00000023
and also production of a digital temperature value of sensors.
3 cl, 17 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться в структуре различных датчиковых систем, в которых используются резистивные сенсоры, изменяющие свое сопротивление под физическим воздействием окружающей среды (давление, деформация, свет, температура, радиация, состав различных газов, влажность и т.п.).The present invention relates to the field of measurement technology and can be used in the structure of various sensor systems that use resistive sensors that change their resistance under the physical influence of the environment (pressure, deformation, light, temperature, radiation, the composition of various gases, humidity, etc. .).

Для измерения параметров газовых сред, температуры, изгиба, деформаций различных деталей широко применяются чувствительные элементы резистивные микро- и наносенсоры, включаемые в структуру так называемых измерительных мостов [1-11]. Данное техническое решение, как правило, предусматривает применение прецизионных измерительных усилителей, которые через фильтры низких частот подключаются ко входу аналого-цифровых преобразователей [1-6] или устройств цифровой обработки сигналов. Такая архитектура является классической [1-11].To measure the parameters of gaseous media, temperature, bending, deformations of various parts, sensitive elements are resistive micro- and nanosensors, which are included in the structure of the so-called measuring bridges [1-11]. This technical solution, as a rule, involves the use of precision measuring amplifiers, which are connected through the low-pass filters to the input of analog-to-digital converters [1-6] or digital signal processing devices. Such an architecture is classical [1-11].

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является аналого-цифровой интерфейс фиг.1, представленный в патенте US 4.484.146. Он содержит измерительный мост, первый 1 вывод диагонали питания которого подключен к первой 2 шине источника питания, второй 3 вывод диагонали питания соединен со второй 4 общей шиной источника питания, а первый 5 и второй 6 выходы измерительной диагонали соединены со входами первого 7 дифференциального инструментального усилителя, первый 8 резистивный сенсор, включенный между первым 5 выходом измерительной диагонали и первым 1 выводом диагонали питания, второй 9 резистивный сенсор, включенный между первым 5 выходом измерительной диагонали и вторым 3 выводом диагонали питания, третий 10 резистивный сенсор, включенный между вторым 6 выходом измерительной диагонали и первым 1 выводом диагонали питания, четвертый 11 резистивный сенсор, включенный между вторым 6 выходом измерительной диагонали и вторым 3 выводом диагонали питания, первый 12 и второй 13 вспомогательные резисторы, включенные последовательно между выходом 14 дифференциального инструментального усилителя 7 и неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя 15, инвертирующий вход которого связан с выходом 16 данного вспомогательного операционного усилителя 15, первый 17 корректирующий конденсатор, включенный между общим узлом 18 первого 12 и второго 13 вспомогательных резисторов и выходом 16 вспомогательного операционного усилителя 15, второй 19 корректирующий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя 15 и второй 4 общей шиной источника питания, первый 20 аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом 16 вспомогательного операционного усилителя 15.The closest prototype of the claimed device is the analog-to-digital interface of figure 1, presented in patent US 4.484.146. It contains a measuring bridge, the first 1 output of the power diagonal of which is connected to the first 2 bus of the power source, the second 3 output of the power diagonal is connected to the second 4 common bus of the power source, and the first 5 and second 6 outputs of the measuring diagonal are connected to the inputs of the first 7 differential instrumental amplifier , the first 8 resistive sensor connected between the first 5 output of the measuring diagonal and the first 1 output of the power diagonal, the second 9 resistive sensor connected between the first 5 output of the measuring diagonal and the second 3 output of the power diagonal, the third 10 resistive sensor connected between the second 6 output of the measuring diagonal and the first 1 output of the power diagonal, the fourth 11 resistive sensor connected between the second 6 output of the measuring diagonal and the second 3 output of the power diagonal, the first 12 and 13 auxiliary resistors connected in series between the output 14 of the differential instrumental amplifier 7 and the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier 15, the inverting input of which is connected to the output m 16 of this auxiliary operational amplifier 15, the first 17 correction capacitor included between the common node 18 of the first 12 and second 13 auxiliary resistors and the output 16 of the auxiliary operational amplifier 15, the second 19 correction capacitor connected between the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier 15 and the second 4 common bus power source, the first 20 analog-to-digital Converter, the input of which is connected to the output 16 of the auxiliary operational amplifier 15.

Существенный недостаток известного устройства фиг.1 состоит в том, что оно не обеспечивает формирование сигнала, пропорционального производной входной измеряемой величины. Это не позволяет использовать данное техническое решение в новых и перспективных системах адаптивного управления, для эффективного функционирования которых необходимо располагать информацией о скорости изменения входного сигнала (его производной).A significant disadvantage of the known device of figure 1 is that it does not provide the formation of a signal proportional to the derivative of the input measured value. This does not allow the use of this technical solution in new and promising adaptive control systems, for the effective functioning of which it is necessary to have information about the rate of change of the input signal (its derivative).

Кроме этого, известная схема характеризуется нелинейной температурной зависимостью выходных сигналов, которая связана с нестабильностью свойств микро- и наносенсоров при воздействии на них данного дестабилизирующего фактора.In addition, the known circuit is characterized by a nonlinear temperature dependence of the output signals, which is associated with the instability of the properties of micro- and nanosensors when exposed to this destabilizing factor.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в формировании не только цифрового эквивалента входной измеряемой величины (x), но и цифрового эквивалента ее первой производной ( x ˙

Figure 00000001
), а также получении цифрового значения температуры сенсоров. Данная информация может использоваться в дальнейшем для введения соответствующих коррекций в измерительные характеристики конкретной датчиковой системы, которые на практике реализуются микропроцессорами.The main objective of the invention is to form not only the digital equivalent of the input measured quantity (x), but also the digital equivalent of its first derivative ( x ˙
Figure 00000001
), as well as obtaining a digital temperature value of the sensors. This information can be used in the future to introduce appropriate corrections into the measuring characteristics of a particular sensor system, which are in practice implemented by microprocessors.

Поставленная задача достигается тем, что в прецизионном аналого-цифровом интерфейсе для работы с резистивными микро- и наносенсорами фиг.1, содержащем измерительный мост, первый 1 вывод диагонали питания которого подключен к первой 2 шине источника питания, второй 3 вывод диагонали питания соединен со второй 4 общей шиной источника питания, а первый 5 и второй 6 выходы измерительной диагонали соединены со входами первого 7 дифференциального инструментального усилителя, первый 8 резистивный сенсор, включенный между первым 5 выходом измерительной диагонали и первым 1 выводом диагонали питания, второй 9 резистивный сенсор, включенный между первым 5 выходом измерительной диагонали и вторым 3 выводом диагонали питания, третий 10 резистивный сенсор, включенный между вторым 6 выходом измерительной диагонали и первым 1 выводом диагонали питания, четвертый 11 резистивный сенсор, включенный между вторым 6 выходом измерительной диагонали и вторым 3 выводом диагонали питания, первый 12 и второй 13 вспомогательные резисторы, включенные последовательно между выходом 14 дифференциального инструментального усилителя 7 и неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя 15, инвертирующий вход которого связан с выходом 16 данного вспомогательного операционного усилителя 15, первый 17 корректирующий конденсатор, включенный между общим узлом 18 первого 12 и второго 13 вспомогательных резисторов и выходом 16 вспомогательного операционного усилителя 15, второй 19 корректирующий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя 15 и второй 4 общей шиной источника питания, первый 20 аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом 16 вспомогательного операционного усилителя 15, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введен дополнительный дифференциальный инструментальный усилитель 21, выход которого 22 подключен ко входу второго 23 аналого-цифрового преобразователя, первый 24 вход дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 подключен к общему узлу 18 первого 12 и второго 13 вспомогательных резисторов, а второй 25 вход дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 подключен к неинвертирующему входу вспомогательного операционного усилителя 15.The problem is achieved in that in a precision analog-to-digital interface for working with resistive micro- and nanosensors of Fig. 1, containing a measuring bridge, the first 1 output of the power diagonal of which is connected to the first 2 bus of the power source, the second 3 output of the diagonal of power is connected to the second 4 by a common power supply bus, and the first 5 and second 6 outputs of the measuring diagonal are connected to the inputs of the first 7 differential instrumental amplifier, the first 8 is a resistive sensor connected between the first 5 output of the meter diagonal and the first 1 output of the power diagonal, the second 9 resistive sensor connected between the first 5 output of the measuring diagonal and the second 3 output of the power diagonal, the third 10 resistive sensor connected between the second 6 output of the measuring diagonal and the first 1 output of the power diagonal, the fourth 11 resistive a sensor connected between the second 6 output of the measuring diagonal and the second 3 output of the power diagonal, the first 12 and second 13 auxiliary resistors connected in series between the output 14 of the differential instrument mental amplifier 7 and a non-inverting input of the auxiliary operational amplifier 15, the inverting input of which is connected to the output 16 of this auxiliary operational amplifier 15, the first 17 correction capacitor connected between the common node 18 of the first 12 and second 13 auxiliary resistors and the output 16 of the auxiliary operational amplifier 15, the second 19 correction capacitor connected between the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier 15 and the second 4 common bus power supply, the first 20 the analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output 16 of the auxiliary operational amplifier 15, new elements and connections are provided - an additional differential instrument amplifier 21 is introduced into the circuit, the output of which 22 is connected to the input of the second 23 analog-to-digital converter, the first 24 input of the additional differential the amplifier 21 is connected to a common node 18 of the first 12 and second 13 auxiliary resistors, and the second 25 input of an additional differential instrumental amplifier Ithel 21 is connected to the noninverting input of an auxiliary operational amplifier 15.

На чертеже фиг.1 приведена схема прецизионного аналого-цифрового интерфейса-прототипа.The drawing of figure 1 shows a diagram of a precision analog-to-digital interface of the prototype.

На чертеже фиг.2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п.1 формулы изобретения.The drawing of figure 2 presents a diagram of the inventive device in accordance with claim 1 of the claims.

На чертеже фиг.3 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п.2 формулы изобретения.The drawing of figure 3 presents a diagram of the inventive device in accordance with claim 2 of the claims.

На чертеже фиг.4 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п.3 формулы изобретения.The drawing of figure 4 presents a diagram of the inventive device in accordance with claim 3 of the claims.

На чертеже фиг.5 показан пример построения основных функциональных узлов схемы фиг.4 с использованием так называемых мультидифференциальных операционных усилителей, схемотехника которых широко представлена в современной технической литературе [12].The drawing of figure 5 shows an example of the construction of the main functional nodes of the circuit of figure 4 using the so-called multi-differential operational amplifiers, the circuitry of which is widely represented in the modern technical literature [12].

На чертеже фиг.6 приведена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) канала измерения в диапазоне рабочих частот физической величины, воздействующей на сенсоры.The drawing of Fig.6 shows the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the measurement channel in the operating frequency range of a physical quantity acting on the sensors.

На чертеже фиг.7 представлена фазочастотная характеристика (ФЧХ) канала измерения физической величины в диапазоне рабочих частот, демонстрирующая высокую линейность и, следовательно, низкую погрешность измерения формы соответствующего сигнала.The drawing of Fig.7 shows the phase-frequency characteristic (PFC) of the measuring channel of a physical quantity in the operating frequency range, demonstrating high linearity and, therefore, low measurement error of the shape of the corresponding signal.

На чертеже фиг.8 показана частот погрешность ФЧХ канала измерения физической величины в диапазоне рабочих.The drawing of Fig.8 shows the frequency error of the phase response of the channel for measuring physical quantities in the range of workers.

На чертеже фиг.9 приведена зависимость погрешности ФЧХ канала измерения производной от дифференциального коэффициента передачи (Kd) дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 канала измерения производной физической величины.The drawing of Fig.9 shows the dependence of the error of the phase response of the measuring channel of the derivative on the differential transmission coefficient (Kd) of the additional differential instrumental amplifier 21 of the measuring channel of the derivative of a physical quantity.

На чертеже фиг.10 показано влияние отклонения емкости третьего 28 корректирующего конденсатора (±1%) на неравномерность АЧХ канала измерения физической величины.The drawing of figure 10 shows the effect of the deviation of the capacitance of the third 28 correction capacitor (± 1%) on the non-uniformity of the frequency response of the measurement channel of a physical quantity.

На чертеже фиг.11 показано влияние отклонения емкости третьего 28 корректирующего конденсатора (±1%) на погрешность ФЧХ канала измерения физической величины.The drawing of Fig.11 shows the effect of the deviation of the capacitance of the third 28 correction capacitor (± 1%) on the phase response error of the measurement channel of a physical quantity.

На чертеже фиг.12 показано влияние отклонения h (±0,5%) на неравномерность АЧХ канала измерения физической величины, где h -отношение емкостей первого 17 и третьего 28 корректирующих конденсаторов.The drawing of Fig. 12 shows the effect of the deviation h (± 0.5%) on the non-uniformity of the frequency response of the physical quantity measuring channel, where h is the ratio of the capacitances of the first 17 and third 28 correction capacitors.

На чертеже фиг.13 показано влияние отклонения параметра h (±0,5%) на погрешность ФЧХ канала измерения физической величины.The drawing of Fig.13 shows the effect of the deviation of the parameter h (± 0.5%) on the phase response error of the measurement channel of a physical quantity.

На чертеже фиг.14 приведена АЧХ канала измерения производной измеряемой физической величины.The drawing of Fig.14 shows the frequency response of the measurement channel of the derivative of the measured physical quantity.

На чертеже фиг.15 показана ФЧХ канала измерения производной измеряемой физической величины при коэффициенте передачи Kd=15,208, где Kd - дифференциальный коэффициент передачи дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21.The drawing of Fig. 15 shows the phase response of a measuring channel of a derivative of a measured physical quantity with a transmission coefficient Kd = 15.208, where Kd is the differential transmission coefficient of an additional differential instrumentation amplifier 21.

На чертеже фиг.16 приведены результаты моделирования канала измерения физической величины во временной области.In the drawing of Fig.16 shows the simulation results of the measurement channel of a physical quantity in the time domain.

На чертеже фиг.17 приведены результаты моделирования канала измерения производной во временной области.In the drawing of Fig.17 shows the results of modeling the channel for measuring the derivative in the time domain.

Прецизионный аналого-цифровой интерфейс для работы с резистивными микро- и наносенсорами фиг.2 содержит измерительный мост, первый 1 вывод диагонали питания которого подключен к первой 2 шине источника питания, второй 3 вывод диагонали питания соединен со второй 4 общей шиной источника питания, а первый 5 и второй 6 выходы измерительной диагонали соединены со входами первого 7 дифференциального инструментального усилителя, первый 8 резистивный сенсор, включенный между первым 5 выходом измерительной диагонали и первым 1 выводом диагонали питания, второй 9 резистивный сенсор, включенный между первым 5 выходом измерительной диагонали и вторым 3 выводом диагонали питания, третий 10 резистивный сенсор, включенный между вторым 6 выходом измерительной диагонали и первым 1 выводом диагонали питания, четвертый 11 резистивный сенсор, включенный между вторым 6 выходом измерительной диагонали и вторым 3 выводом диагонали питания, первый 12 и второй 13 вспомогательные резисторы, включенные последовательно между выходом 14 дифференциального инструментального усилителя 7 и неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя 15, инвертирующий вход которого связан с выходом 16 данного вспомогательного операционного усилителя 15, первый 17 корректирующий конденсатор, включенный между общим узлом 18 первого 12 и второго 13 вспомогательных резисторов и выходом 16 вспомогательного операционного усилителя 15, второй 19 корректирующий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя 15 и второй 4 общей шиной источника питания, первый 20 аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом 16 вспомогательного операционного усилителя 15. В схему введен дополнительный дифференциальный инструментальный усилитель 21, выход которого 22 подключен ко входу второго 23 аналого-цифрового преобразователя, первый 24 вход дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 подключен к общему узлу 18 первого 12 и второго 13 вспомогательных резисторов, а второй 25 вход дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 подключен к неинвертирующему входу вспомогательного операционного усилителя 15.The precision analog-to-digital interface for working with resistive micro- and nanosensors of FIG. 2 contains a measuring bridge, the first 1 output of the power diagonal of which is connected to the first 2 bus of the power source, the second 3 output of the diagonal of power is connected to the second 4 common bus of the power source, and the first 5 and second 6 outputs of the measuring diagonal are connected to the inputs of the first 7 differential instrumental amplifier, the first 8 resistive sensor connected between the first 5 output of the measuring diagonal and the first 1 output of the diagonal the second 9 resistive sensor connected between the first 5 output of the measuring diagonal and the second 3 output of the power diagonal, the third 10 resistive sensor connected between the second 6 output of the measuring diagonal and the first 1 output of the power diagonal, the fourth 11 resistive sensor connected between the second 6 output measuring diagonal and the second 3 output diagonal of the power supply, the first 12 and second 13 auxiliary resistors connected in series between the output 14 of the differential instrumental amplifier 7 and non-inverting input the house of the auxiliary operational amplifier 15, the inverting input of which is connected to the output 16 of this auxiliary operational amplifier 15, the first 17 correction capacitor included between the common node 18 of the first 12 and second 13 auxiliary resistors and the output 16 of the auxiliary operational amplifier 15, the second 19 correction capacitor included between the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier 15 and the second 4 common bus power supply, the first 20 analog-to-digital Converter, the input of which о is connected to the output 16 of the auxiliary operational amplifier 15. An additional differential instrumentation amplifier 21 is introduced into the circuit, the output of which 22 is connected to the input of the second 23 analog-to-digital converter, the first 24 input of the additional differential instrumentation amplifier 21 is connected to a common node 18 of the first 12 and second 13 auxiliary resistors, and the second 25 input of the additional differential instrumentation amplifier 21 is connected to the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier i'm 15.

На чертеже фиг.2 последовательно с третьим 10 резистивным сенсором может включаться низкооомный вспомогательный резистор, обеспечивающий заданный уровень асимметрии измерительного моста.In the drawing of FIG. 2, a low-ohmic auxiliary resistor can be connected in series with the third 10 resistive sensor, providing a given level of asymmetry of the measuring bridge.

Цифровые эквиваленты входной измеряемой величины D1.x…Dn.x и ее производные D 1. x ˙ D n . x ˙

Figure 00000002
передаются в микропроцессор для последующей обработки.Digital equivalents of the input measured quantity D1.x ... Dn.x and its derivatives D one. x ˙ ... D n . x ˙
Figure 00000002
transferred to the microprocessor for further processing.

На чертеже фиг.3, в соответствии с п.2 формулы изобретения, между выходом 14 первого 7 дифференциального инструментального усилителя и первым 26 выводом первого 12 вспомогательного резистора, не связанным со вторым 13 вспомогательным резистором, включен третий 27 вспомогательный резистор, а между первым 26 выводом первого 12 вспомогательного резистора и второй 4 общей шиной источника питания включен третий 28 корректирующий конденсатор.In the drawing of FIG. 3, in accordance with claim 2, between the output 14 of the first 7 differential instrumentation amplifier and the first 26 output of the first 12 auxiliary resistor not connected to the second 13 auxiliary resistor, a third 27 auxiliary resistor is connected, and between the first 26 the output of the first 12 auxiliary resistor and the second 4 common bus power supply included the third 28 correction capacitor.

На чертеже фиг.4, в соответствии с п.3 формулы изобретения, в схему введен датчик температуры 29 первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 11 резистивных сенсоров, связанный со входом измерительного преобразователя «температура-напряжение» 30, выход которого соединен со входом фильтра низких частот 31, причем выход 32 фильтра низких частот 31 подключен ко входу третьего 33 аналого-цифрового преобразователя.In the drawing of figure 4, in accordance with paragraph 3 of the claims, a temperature sensor 29 of the first 8, second 9, third 10 and fourth 11 resistance sensors is connected to the input of the temperature-voltage measuring transducer 30, the output of which is connected with the input of the low-pass filter 31, and the output 32 of the low-pass filter 31 is connected to the input of the third 33 analog-to-digital Converter.

На чертеже фиг.5 показан пример практического построения заявляемого устройства на современной элементной базе. Здесь дифференциальный инструментальный усилитель 7 реализован на основе мультидифференциального ОУ (МОУ) [12] и включает резисторы обратной связи 34, 35. Дополнительный дифференциальный инструментальный усилитель 21 реализован на МОУ 36 и резисторах обратной связи 37, 38. Измерительный преобразователь «температура-напряжение» 30 выполнен на основе резисторов 39, 40, 41, 43 и операционного усилителя 42. Фильтр низких частот 31 реализован в соответствии с фиг.2 и содержит резисторы 44, 45, операционный усилитель 46, конденсаторы 47 и 48. Входные 5, 6 и выходные 22, 16, 32 узлы схемы фиг.5 имеют такие же обозначения, как и соответствующие узлы схемы фиг.4.The drawing of figure 5 shows an example of practical construction of the inventive device on a modern element base. Here, the differential instrumentation amplifier 7 is implemented on the basis of a multidifferential op-amp (MOA) [12] and includes feedback resistors 34, 35. An additional differential instrumentation amplifier 21 is implemented on the MOA 36 and feedback resistors 37, 38. A temperature-voltage measuring transducer 30 made on the basis of resistors 39, 40, 41, 43 and operational amplifier 42. The low-pass filter 31 is implemented in accordance with figure 2 and contains resistors 44, 45, operational amplifier 46, capacitors 47 and 48. Input 5, 6 and output 22 , 16, 32, the nodes of the circuit of FIG. 5 have the same designations as the corresponding nodes of the circuit of FIG. 4.

Рассмотрим работу устройства фиг.2.Consider the operation of the device of figure 2.

Воздействие измеряемой физической величины на сопротивления резистивных сенсоров 8-10 приводит к изменению дифференциального напряжения на выходах 5, 6 измерительной диагонали моста и на соответствующих входах дифференциального инструментального усилителя 7. В силу идентичности сопротивлений резисторов 8-10 (микро- или наносенсоры) синфазные напряжения, вызванные действием источника опорного напряжения 2 на этих же входах идентичны. Выделение и усиление дифференциальным инструментальным усилителем 7 дифференциального напряжения сопровождается ослаблением синфазного сигнала до уровня, соответствующего методической точности первого 20 и второго 23 АЦП. Таким образом, на вход ограничителя спектра (элементы 12, 13, 15, 17, 19) поступает усиленное дифференциальное напряжение, пропорциональное измеряемой физической величине. Наряду с дифференциальным напряжением дифференциальный инструментальный усилитель 7 усиливает собственные шумы сенсоров 8-10 измерительного моста, что в процессе аналого-цифрового преобразования приводит к появлению разностных спектральных составляющих между частотой дискретизации и частотами усиленных дифференциальным инструментальным усилителем 7 шумовых составляющих общего спектра измеряемого процесса. Для уменьшения амплитуд этих разностных составляющих используется фильтр нижних частот третьего порядка (ФНЧ, ограничитель спектра), реализованный на первом 12 и втором 13 вспомогательных резисторах, первом 17 и втором 19 корректирующих конденсаторах и вспомогательном операционном усилителе 15. Наличие цепи обратной связи путем подключения первого 17 корректирующего конденсатора к выходу вспомогательного операционного усилителя 15 позволяет эффективно использовать порядок этого фильтра в переходной области частот путем повышения ее «прямоугольности» и, следовательно, уменьшения погрешности преобразования спектральных составляющих в полосе пропускания (диапазоне рабочих частот сенсоров).The influence of the measured physical quantity on the resistance of the resistive sensors 8-10 leads to a change in the differential voltage at the outputs 5, 6 of the measuring diagonal of the bridge and at the corresponding inputs of the differential instrument amplifier 7. Due to the identity of the resistances of the resistors 8-10 (micro- or nanosensors) in-phase voltages, caused by the action of the reference voltage source 2 at the same inputs are identical. Isolation and amplification by differential tool amplifier 7 of differential voltage is accompanied by a weakening of the common-mode signal to a level corresponding to the methodological accuracy of the first 20 and second 23 ADCs. Thus, the input of the spectrum limiter (elements 12, 13, 15, 17, 19) receives an amplified differential voltage proportional to the measured physical quantity. Along with the differential voltage, the differential instrumental amplifier 7 amplifies the intrinsic noise of the sensors 8-10 of the measuring bridge, which during the analog-to-digital conversion leads to the appearance of difference spectral components between the sampling frequency and the frequencies amplified by the differential instrumental amplifier 7 noise components of the total spectrum of the measured process. To reduce the amplitudes of these difference components, a third-order low-pass filter (low-pass filter, spectrum limiter) is used, implemented on the first 12 and second 13 auxiliary resistors, the first 17 and second 19 correction capacitors and auxiliary operational amplifier 15. The presence of the feedback circuit by connecting the first 17 correction capacitor to the output of the auxiliary operational amplifier 15 allows you to effectively use the order of this filter in the transition frequency range by increasing its "direct ougolnosti "and, therefore, reduce the error transform of spectral components in the bandwidth (range of operating frequencies of the sensors).

Путем подключения второго 13 вспомогательного резистора к дифференциальным входам дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 можно выделить дифференциальную составляющую измеряемой физической величины. Причем диапазон рабочих частот для этой составляющей будет определяться полосой пропускания фильтра нижних частот (элементы 12, 13, 15, 17, 19).By connecting the second 13 auxiliary resistor to the differential inputs of the additional differential instrumentation amplifier 21, it is possible to isolate the differential component of the measured physical quantity. Moreover, the operating frequency range for this component will be determined by the passband of the low-pass filter (elements 12, 13, 15, 17, 19).

Действительно, как это следует из схемы фиг.2, напряжение на втором корректирующем конденсаторе 19 и на выходе вспомогательного операционного усилителя 15 определяется интегралом тока, протекающего через второй 13 вспомогательный резистор. При условии, что входное сопротивление вспомогательного операционного усилителя 15 значительно больше сопротивления второго 13 вспомогательного резистора, падение напряжения на этом резисторе будет соответствовать дифференциалу напряжения на выходе 16.Indeed, as follows from the circuit of FIG. 2, the voltage at the second correction capacitor 19 and at the output of the auxiliary operational amplifier 15 is determined by the integral of the current flowing through the second 13 auxiliary resistor. Provided that the input resistance of the auxiliary operational amplifier 15 is significantly greater than the resistance of the second 13 auxiliary resistor, the voltage drop across this resistor will correspond to the voltage differential at the output 16.

Математический анализ предлагаемого устройства выполним для интерфейса фиг.3, т.к. при отсутствии третьего 27 вспомогательного резистора и третьего 28 корректирующего конденсатора (выход дифференциального инструментального усилителя 7 непосредственно подключен к первому 12 вспомогательному резистору) реализуется канал частотной фильтрации, показанный на фиг.2. Используя метод анализа линейных электронных схем, можно показать, что на выходах 16 и 22 реализуются следующие передаточные функцииMathematical analysis of the proposed device is feasible for the interface of figure 3, because in the absence of the third 27 auxiliary resistor and the third 28 correction capacitor (the output of the differential instrumentation amplifier 7 is directly connected to the first 12 auxiliary resistor), the frequency filtering channel shown in FIG. 2 is implemented. Using the method of analysis of linear electronic circuits, it can be shown that the following transfer functions are realized at outputs 16 and 22

Figure 00000003
Figure 00000003

где K7, K21 - дифференциальные коэффициенты усиления дифференциальных инструментальных усилителей 7 и 21;where K 7 , K 21 - differential gains of differential instrumental amplifiers 7 and 21;

R13, C19 - сопротивление и емкость элементов схемы 13 и 19.R 13 , C 19 - resistance and capacitance of circuit elements 13 and 19.

В этих соотношениях коэффициенты ai передаточных функций определяются следующим образомIn these relations, the coefficients a i of the transfer functions are determined as follows

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где Rij, Cij - сопротивления и емкости элементов схемы с номером ij ( i = 1 , 2 ¯ , j = 1 , 2 ¯ )

Figure 00000006
;where R ij , C ij are resistances and capacitances of circuit elements with number ij ( i = one , 2 ¯ , j = one , 2 ¯ )
Figure 00000006
;

Figure 00000007
Figure 00000007

Из соотношений (3) следует, что в силу аддитивного принципа формирования всех коэффициентов передаточных функций (1) и (2) каналы измерения физической величины и ее производной характеризуются низкой параметрической чувствительностьюIt follows from relations (3) that, due to the additive principle of the formation of all the transfer function coefficients (1) and (2), the channels for measuring a physical quantity and its derivative are characterized by low parametric sensitivity

Figure 00000008
Figure 00000008

Кроме этого, требование небольшой неравномерности АЧХ ограничителя спектра в полосе пропускания (рабочем диапазоне частот сенсоров), в соответствии со свойствами их аппроксимирующих функций (Гаусса, Баттерворта, Чебышева) связаны с реализацией низкой добротности доминирующего полюса (1,0-1,5 единиц). Именно поэтому предлагаемые решения задачи обеспечивают низкую параметрическую чувствительность ко всем элементам схемы.In addition, the requirement of a small non-uniformity of the frequency response of the spectrum limiter in the passband (the working frequency range of the sensors), in accordance with the properties of their approximating functions (Gauss, Butterworth, Chebyshev), is associated with the implementation of a low Q factor of the dominant pole (1.0-1.5 units) . That is why the proposed solutions to the problem provide low parametric sensitivity to all elements of the circuit.

В этой связи при практической реализации интерфейса можно использовать дополнительные параметрические условия:In this regard, in the practical implementation of the interface, additional parametric conditions can be used:

Figure 00000009
Figure 00000009

ТогдаThen

Figure 00000010
Figure 00000010

Отметим, что соотношения (6), с точностью до отношений номиналов однотипных элементов, соответствуют структуре лестничного (теоретически оптимального по параметрической чувствительности) фильтра нижних частот ФНЧ. Этот вывод подтверждается результатами моделирования практической схемы интерфейса, приведенными на чертежах фиг.10-13. При этом можно достаточно строго показать, что последний вывод справедлив при выполнении неравенстваNote that relations (6), up to the ratios of the nominal values of the same type of elements, correspond to the structure of the low-pass filter (theoretically optimal in terms of parametric sensitivity) of the low-pass filter. This conclusion is confirmed by the results of modeling a practical interface circuit shown in the drawings of Figures 10-13. Moreover, it can be rigorously shown that the last conclusion is valid when the inequality

Figure 00000011
Figure 00000011

где f1 - частота единичного усиления усилителя 15;where f 1 is the frequency of unity gain of the amplifier 15;

fc - диапазон рабочих частот сенсора (чувствительного элемента). Из передаточных функций (2) и (1) (в силу свойств преобразования Лапласа) следует, чтоf c is the operating frequency range of the sensor (sensitive element). From the transfer functions (2) and (1) (due to the properties of the Laplace transform) it follows that

Figure 00000012
Figure 00000012

где uвых.16(t) и uвых.22(t) - выходные напряжения на узлах 16 и 22. Таким образом, предлагаемые структуры и принципиальные схемы интерфейсов обеспечивают не только высокую точность измерения физической величины, но и измерение (или оценку) ее производной. Этот вывод демонстрируется на чертежах фиг.6 и фиг.7. Здесь под оценкой понимается в общем случае несогласованность длительности переходных процессов (функции (1) и (2)) рассматриваемых каналов интерфейса. Из соотношения (8) также следует, что отсутствие разностных членов сохраняет низкую параметрическую чувствительность канала оценки производнойwhere u out.16 (t) and u out.22 (t) are the output voltages at nodes 16 and 22. Thus, the proposed structures and circuit diagrams of the interfaces provide not only high accuracy of measuring a physical quantity, but also a measurement (or estimate) its derivative. This conclusion is shown in the drawings of Fig.6 and Fig.7. Here, assessment is understood in the general case as inconsistency in the duration of transients (functions (1) and (2)) of the considered interface channels. It also follows from relation (8) that the absence of difference terms preserves the low parametric sensitivity of the derivative estimation channel

Figure 00000013
Figure 00000013

На результирующую точность измерения (оценки) производной измеряемой величины влияет также фазовая погрешность канала преобразования, которая согласно (1) обусловлена дифференцированием сигнала только в полосе пропускания ФНЧ (фиг.14). Можно достаточно строго показать, что для

Figure 00000014
-ой гармонической составляющей входного сигнала и, следовательно, измеряемой величины, максимальное отклонение определяется из соотношенияThe resulting accuracy of the measurement (estimation) of the derivative of the measured quantity is also affected by the phase error of the conversion channel, which according to (1) is due to the differentiation of the signal only in the passband of the low-pass filter (Fig. 14). It can be shown quite strictly that for
Figure 00000014
th harmonic component of the input signal and, therefore, the measured quantity, the maximum deviation is determined from the ratio

Figure 00000015
Figure 00000015

где U max '

Figure 00000016
- амплитудное значение производной l-й гармонической составляющей;Where U max ''
Figure 00000016
- the amplitude value of the derivative of the l-th harmonic component;

ω

Figure 00000017
, Δ ϕ
Figure 00000018
- круговая частота и паразитный фазовый сдвиг
Figure 00000019
-й гармонической составляющей. ω
Figure 00000017
, Δ ϕ
Figure 00000018
- circular frequency and spurious phase shift
Figure 00000019
-th harmonic component.

Из приведенного соотношения видно, что максимальная погрешность соответствует абсолютному минимуму производной, а повышение точности (уменьшение Δ ϕ

Figure 00000020
) возможно путем уменьшения эффективной полосы пропускания ФНЧ и, следовательно, при заданной (требуемой) селективности путем повышения порядка его передаточной функции. ФЧХ, приведенные на фиг.8 и фиг.15, наглядно демонстрируют этот вывод. К этому же результату приводит и дополнительная погрешность дополнительного дифференциального инструментального усилителя 21 (фиг.9), связанная с влиянием на ФЧХ коэффициента ослабления входного синфазного напряжения. Результаты моделирования практической схемы интерфейса, подтверждающие этот вывод, показаны на чертежах фиг.16 и фиг.17. При этом, как видно из временных диаграмм фиг.17, для неизменной производной (базовый случай при измерении физических величин) погрешность ее оценки связана переходными процессами в канале ее измерения.From the above relation it is seen that the maximum error corresponds to the absolute minimum of the derivative, and the increase in accuracy (decrease Δ ϕ
Figure 00000020
) is possible by reducing the effective passband of the low-pass filter and, therefore, at a given (required) selectivity by increasing the order of its transfer function. The phase response curves shown in Fig. 8 and Fig. 15 clearly demonstrate this conclusion. The additional error of the additional differential instrumentation amplifier 21 (Fig. 9) leads to the same result, due to the influence of the attenuation coefficient of the input common-mode voltage on the phase response curve. The simulation results of the practical interface circuitry, confirming this conclusion, are shown in the drawings of Fig.16 and Fig.17. Moreover, as can be seen from the time diagrams of FIG. 17, for an unchanged derivative (the base case when measuring physical quantities), the error of its estimation is associated with transients in the channel of its measurement.

Из графиков фиг.7 в частности следует, что реализация линейной ФЧХ обеспечивает высокую точность измерения кратковременных (импульсных) входных воздействий.From the graphs of Fig. 7 in particular, it follows that the implementation of the linear phase response provides high accuracy for measuring short-term (pulsed) input actions.

Таким образом, заявляемое устройство характеризуется сравнительно малыми значениями погрешностей измерения физической величины и оценки ее производной.Thus, the claimed device is characterized by relatively small values of the errors of measurement of a physical quantity and evaluation of its derivative.

Выполненный выше анализ, а также результаты компьютерного моделирования показывают, что в предлагаемом прецизионном аналого-цифровом интерфейсе (фиг.2) решена одна из проблем современной измерительной техники - получение цифрового эквивалента производной измеряемой физической величины, информация о которой существенно расширяет возможности построения на его основе систем адаптивного управления различными объектами, а также цифрового эквивалента температуры сенсоров, последнее свойство позволяет вводить с помощью микропроцессора необходимую коррекцию температурных ошибок измерения физической величины. Кроме этого, в схеме может обеспечиваться диагностика состояния резистивных наносенсоров 8-10.The analysis performed above, as well as the results of computer simulations show that in the proposed precision analog-to-digital interface (Fig. 2) one of the problems of modern measuring equipment is solved - obtaining the digital equivalent of the derivative of the measured physical quantity, the information about which significantly expands the possibilities of building on its basis adaptive control systems for various objects, as well as the digital equivalent temperature of sensors, the latter property allows you to enter using a microprocessor n The necessary correction of temperature errors in measuring a physical quantity. In addition, the circuit can provide diagnostics of the state of resistive nanosensors 8-10.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2.247.3251. Patent RU No. 2.247.325

2. Патент RU №2.380.7142. Patent RU No. 2.380.714

3. Патент RU №2.265.2293. Patent RU No. 2.265.229

4. Патент US №8.330.5374. US patent No. 8.330.537

5. Заявка на патент US №2012/018600915. Application for US patent No. 2012/01860091

6. Патент ЕР №1.703.2626. EP patent No. 1,703.262

7. Патент US №4.063.4477. US patent No. 4.063.447

8. Патент SU №1.830.4638. Patent SU No. 1.830.463

9. Патент RU №2.304.2849. Patent RU No. 2,304.284

10. Заявка на патент US №2001/003575810. Application for US patent No. 2001/0035758

11. Заявка на патент US №2003/091603311. Application for patent US No. 2003/0916033

12. Мультидифференциальный операционный усилитель в режиме инструментального усилителя [Текст] / С.Г. Крутчинский, Титов А.Е. // Научно-технические ведомости СПбГПУ «Информатика, Телекоммуникации и управление», №3 (101), 2010. - С.200-204.12. Multidifferential operational amplifier in the mode of an instrument amplifier [Text] / S.G. Krutchinsky, Titov A.E. // Scientific and technical statements of SPbSPU “Informatics, Telecommunications and Management”, No. 3 (101), 2010. - P.200-204.

Claims (3)

1. Прецизионный аналого-цифровой интерфейс для работы с резистивными микро- и наносенсорами, содержащий измерительный мост, первый (1) вывод диагонали питания которого подключен к первой (2) шине источника питания, второй (3) вывод диагонали питания соединен со второй (4) общей шиной источника питания, а первый (5) и второй (6) выходы измерительной диагонали соединены со входами первого (7) дифференциального инструментального усилителя, первый (8) резистивный сенсор, включенный между первым (5) выходом измерительной диагонали и первым (1) выводом диагонали питания, второй (9) резистивный сенсор, включенный между первым (5) выходом измерительной диагонали и вторым (3) выводом диагонали питания, третий (10) резистивный сенсор, включенный между вторым (6) выходом измерительной диагонали и первым (1) выводом диагонали питания, четвертый (11) резистивный сенсор, включенный между вторым (6) выходом измерительной диагонали и вторым (3) выводом диагонали питания, первый (12) и второй (13) вспомогательные резисторы, включенные последовательно между выходом (14) дифференциального инструментального усилителя (7) и неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя (15), инвертирующий вход которого связан с выходом (16) данного вспомогательного операционного усилителя (15), первый (17) корректирующий конденсатор, включенный между общим узлом (18) первого (12) и второго (13) вспомогательных резисторов и выходом (16) вспомогательного операционного усилителя (15), второй (19) корректирующий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом вспомогательного операционного усилителя (15) и второй (4) общей шиной источника питания, первый (20) аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом (16) вспомогательного операционного усилителя (15), отличающийся тем, что в схему введен дополнительный дифференциальный инструментальный усилитель (21), выход которого (22) подключен ко входу второго (23) аналого-цифрового преобразователя, первый (24) вход дополнительного дифференциального инструментального усилителя (21) подключен к общему узлу (18) первого (12) и второго (13) вспомогательных резисторов, а второй (25) вход дополнительного дифференциального инструментального усилителя (21) подключен к неинвертирующему входу вспомогательного операционного усилителя (15).1. A precision analog-digital interface for working with resistive micro- and nanosensors, comprising a measuring bridge, the first (1) output of the power diagonal of which is connected to the first (2) bus of the power source, the second (3) output of the diagonal of power is connected to the second (4 ) a common power supply bus, and the first (5) and second (6) outputs of the measuring diagonal are connected to the inputs of the first (7) differential instrument amplifier, the first (8) resistive sensor connected between the first (5) output of the measuring diagonal and the first (1 ) with dia drove the power supply, the second (9) resistive sensor connected between the first (5) output of the measuring diagonal and the second (3) output of the power diagonal, the third (10) resistive sensor connected between the second (6) output of the measuring diagonal and the first (1) output power diagonals, a fourth (11) resistive sensor connected between the second (6) output of the measuring diagonal and the second (3) output of the power diagonal, the first (12) and second (13) auxiliary resistors connected in series between the output (14) of the differential instrumental amplifier (7) and the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier (15), the inverting input of which is connected to the output (16) of this auxiliary operational amplifier (15), the first (17) correction capacitor connected between the common node (18) of the first (12) and second (13) auxiliary resistors and the output (16) of the auxiliary operational amplifier (15), the second (19) correction capacitor connected between the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier (15) and the second (4) common bus of the power source, the first (20) analog a digital converter, the input of which is connected to the output (16) of the auxiliary operational amplifier (15), characterized in that an additional differential instrument amplifier (21) is introduced into the circuit, the output of which (22) is connected to the input of the second (23) analog-to-digital converter, the first (24) input of the additional differential instrumentation amplifier (21) is connected to a common node (18) of the first (12) and second (13) auxiliary resistors, and the second (25) input of the additional differential instrumentation amplifier (21) under for prison staff to the non-inverting input of the auxiliary operational amplifier (15). 2. Прецизионный аналого-цифровой интерфейс для работы с резистивными микро- и наносенсорами по п.1, отличающийся тем, что между выходом (14) первого (7) дифференциального инструментального усилителя и первым (26) выводом первого (12) вспомогательного резистора, не связанным со вторым (13) вспомогательным резистором, включен третий (27) вспомогательный резистор, а между первым (26) выводом первого (12) вспомогательного резистора и второй (4) общей шиной источника питания включен третий (28) корректирующий конденсатор.2. A precision analog-to-digital interface for working with resistive micro- and nanosensors according to claim 1, characterized in that between the output (14) of the first (7) differential instrument amplifier and the first (26) output of the first (12) auxiliary resistor connected to the second (13) auxiliary resistor, a third (27) auxiliary resistor is connected, and a third (28) correction capacitor is connected between the first (26) terminal of the first (12) auxiliary resistor and the second (4) common power supply bus. 3. Прецизионный аналого-цифровой интерфейс для работы с резистивными микро- и наносенсорами по п.1, отличающийся тем, что в схему введен датчик температуры (29) первого (8), второго (9), третьего (10) и четвертого (11) резистивных сенсоров, связанный со входом измерительного преобразователя «температура-напряжение» (30), выход которого соединен со входом фильтра низких частот (31), причем выход (32) фильтра низких частот (31) подключен ко входу третьего (33) аналого-цифрового преобразователя. 3. The precision analog-to-digital interface for working with resistive micro- and nanosensors according to claim 1, characterized in that a temperature sensor (29) of the first (8), second (9), third (10) and fourth (11) is introduced into the circuit ) resistive sensors associated with the input of the temperature-voltage measuring transducer (30), the output of which is connected to the input of the low-pass filter (31), and the output (32) of the low-pass filter (31) is connected to the input of the third (33) analog digital converter.
RU2013142394/28A 2013-09-17 2013-09-17 Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres RU2541723C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142394/28A RU2541723C1 (en) 2013-09-17 2013-09-17 Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142394/28A RU2541723C1 (en) 2013-09-17 2013-09-17 Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2541723C1 true RU2541723C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53288765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013142394/28A RU2541723C1 (en) 2013-09-17 2013-09-17 Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541723C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD1023Z (en) * 2015-11-09 2016-11-30 Технический университет Молдовы Device for measuring the parameters of sensors based on micro- and nanostructured semiconductor oxides
MD1065Z (en) * 2015-11-09 2017-03-31 Технический университет Молдовы Device and method for measuring the resistance of sensors based on nanostructured semiconductor oxides
RU2645867C1 (en) * 2016-11-30 2018-02-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Measuring bridge with increase speed of response
RU2682924C1 (en) * 2018-02-12 2019-03-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Low-frequencies filter with galvanic isolation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6470741B1 (en) * 2000-06-23 2002-10-29 Instrumentarium, Inc. Hot wire anemometer gas flow sensor having improved operation and compensation
US8197133B2 (en) * 2008-02-22 2012-06-12 Brooks Instruments, Llc System and method for sensor thermal drift offset compensation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6470741B1 (en) * 2000-06-23 2002-10-29 Instrumentarium, Inc. Hot wire anemometer gas flow sensor having improved operation and compensation
US8197133B2 (en) * 2008-02-22 2012-06-12 Brooks Instruments, Llc System and method for sensor thermal drift offset compensation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD1023Z (en) * 2015-11-09 2016-11-30 Технический университет Молдовы Device for measuring the parameters of sensors based on micro- and nanostructured semiconductor oxides
MD1065Z (en) * 2015-11-09 2017-03-31 Технический университет Молдовы Device and method for measuring the resistance of sensors based on nanostructured semiconductor oxides
RU2645867C1 (en) * 2016-11-30 2018-02-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Measuring bridge with increase speed of response
RU2682924C1 (en) * 2018-02-12 2019-03-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Low-frequencies filter with galvanic isolation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2541723C1 (en) Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres
Elster et al. Analysis of dynamic measurements and determination of time-dependent measurement uncertainty using a second-order model
US10317291B2 (en) Environmental sensor system and signal processor
JP2008515359A (en) Unified analog input front-end apparatus and method
WO2006083325A1 (en) Direct current offset cancellation and phase equalization for power metering devices
Kishore et al. A dual-differential subtractor-based auto-nulling signal conditioning circuit for wide-range resistive sensors
CN108809271A (en) A kind of alc circuit and radio-frequency signal source
CN108680616B (en) Humidity sensing device and method for digital processing
Liu et al. Accuracy improvement of impedance measurements by using the self-calibration
JP7407617B2 (en) Acceleration measurement device and acceleration measurement method
Serov et al. A research on the influence of non-ideal analog-to-digital converter on the measurement error of frequency
CN110006331B (en) Wide-range high-precision static single-arm bridge resistance type strain measurement signal conditioning system
RU2699303C1 (en) Bridge circuit imbalance voltage converter to frequency or duty ratio
Nash Errors and Error Budget Analysis in Instrumentation Amplifier Applications
CN110672904A (en) Resistance sensor measuring circuit for measuring weak signal
Serbanescu et al. Smart-Sensing Interface for Chemo-Resistive Sensor Based on a Wheatstone Quarter-Bridge
CN212364401U (en) Resistance sensor measuring circuit for measuring weak signal
US7548836B2 (en) Method and apparatus for compensating for AC coupling errors in RMS measurements
RU2654905C1 (en) Device for converting the resistance changes into voltage
RU2731033C1 (en) Bridge-type pressure transducer
Pop A digitally adjustable sensor signal conditioning circuit for low frequency operation
SU834714A1 (en) Analogue integrator
Dumas et al. A tracking converter for resistive sensors based on a feedback active bridge
Litovski 6 Analog Computations
Serov Application of the Quadrature Demodulation Technique for the Active Power in a Given Frequency Band Measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150918