SU1026301A1 - Преобразователь электрического сигнала мостового датчика в частоту - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕ/Ь ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАт МОСТОВОГО ДАТЧИКА В ЧАСТОТУ, содержащий мостовой датчик , измерительна  диагональ которого подключена к входу масштабного Усилител , интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора , формирователь импульсов, вход ко торого соединен с выходом компаратора , и делитель частоты, первый выход которого подключен через источник знакопеременного напр жени  к диагонали питани  мостового датчика, о тличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона выходных частот в сторону высоких частот, в него введены первый и второй модул торы , триггер и блок фазировани , причем вход первого:модул тора под- . ключен к выходу масштабного усилител , а выход - к входу интегратора., вход второго модул тора подключен к. выходу источника знакопеременного напр жени , а выход - к второму входу компаратора, первый и второй входы блока фазировани  подключены соответственно к первому и второму выходам делител  частоты, а первый и второй выходы блока фазировани  подключены соответственно к входам установки нул  и единицы триггера, причем а € тактовый вход триггера подключен к выходу формировател  импульсов, ин (Л версный и пр мой выходы триггера подключены соответственно к управл ющим входам первого и второго модул торов, а вход делител  подключен к выходу формировател  импульсов. 2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и и с   тем, что блок фазировани  выполнен двухканальным, при этом каждый из каналов выполнен на последовательно соединенных дифференцирующей цепочке, ограничителе и инверторе, причем входы дифференцирующих цепочек подключены соответственно к первому и второму входам блока фазировани , первый и второй выходы которого подключены соответственно к выходам инверторов.

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах .дл  змерени  неэлектрических величин, например силы, крут щего момента и т.д.

Известен преобразователь параметров мостового датчика с переключением направлени  интегрировани  pj.

Недостатком этого устройства  вл етс  ограниченный диапазон выход- ных частот, обусловленный вли нием распределенных параметров датчика.

Известен также преобразователь электрического сигнала мостового датчика в частоту, срдержащий мостовой датчик, измерительна  диагональ которого подключена к входу -масштабного усилител , интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора , первый вход которого подключен к выходу интегратора, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, и делитель частоты, первый выход которого подключен через источник знакопеременного напр жени  к диагонали питани  мостового датчика ..

Недостаток данного преобразова- . тел  - ограниченный диапазон выходных частот, обусловленный ограниченным динамическим диапазоном цифроаналогового преобразовател .

Цель изобретени  расширение диапазона выходных частот в сторону высоких частот.

Поставленна  цель достигае1;с  тем, что в преобразователь электрического сигнала мостового датчика в часто ту, содержащий мостовой датчик, измерительна  диагональ которого подключена к входу масштабного усилител , интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, и делитель частоты, первый выход которого подключен через источник знакопеременного напр жени  к диагонали питани  мостового датчика, введены первый и второй модул торы, триггер и блок фазировани , причем вход первого модул тора подключен к выходу масштабного усилител , а выход к входу интегратора, вход второго модул тора подключен к выходу источника знакопеременного напр жени , а выход - к второму входу компаратора , первый и второй входи блока фазировани  подключены соответственно к первому и второму выходам делител  частоты, а первый и второй выходы блока фазировани  подключены соответственно к входам установки нул  и единицы триггера, причем тактовый вход триггера подключен к выходу формировател  импульсов, инверсный и пр мой выходы триггера подключены соответственно к управл ющим входам первого и второго модул торов, а вход делител  подключен к выходу формировател  импульсов.

Кроме того, блок фазировани  выполнен Двухканальным, при этом каждый из каналов выполнен на последовательно соединенных дифференцирующей цепочке, ограничителе и инвер;торе , причем входы дифференцирующих цепочек подключены cootBeTCTBeHino к первому и второму входам блока фазировани , первый и второй выходы которого подключены соответственно ,к выходам инверторов.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов устройства; на фиг. 3

0 функциональна  схема блока фазировани .

Преобразователь содержит мостовой датчик 1, к выходу которого подключен вход масштабного усилител  2, модул тор 3, вход которого подключен к выходу масштабного усилител , модул тор 4, интегратор 5, вход которого подключен к выходу модул тора 3, а выход - к первому входу компаратора

0 6, формирователь 7 импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора 6, а выход - к тактовому входу триггера 8, делитель 9 частоты, вход которого подключен к выходу формировател  7, а выходы - к входам блока 10 фазировани . Выходы блока 10 фазировани  подключены к входам устанрвки нул  и единицы триггера 8, выходы которого подключены к управл ющим входам модул торов 3 и 4. Первый выход делител  9 частоты подключен к входу источника, 11 знакопеременного напр жени , выход которого соединен с диагональю питани  мостового датчика 1 и с входом модул тора 4. Выход модул тора подключен к второму входу компаратора 6.

Модул тор 3 выполнен на ключах 12 и 13, инверторе И и сумматоре 15, 3 а модул тор А - на ключах 16 и 17, инверторе 18 и сумматоре 19. Блок 10 фазировани  (фиг, 3) содержит два идентичных канала, первый из которых выполнен на последователь но соединенных дифференцирующей цепочке 20, ограничителе 21 и инверторе 22, а второй - на последовательно соединенных дифференцирующей цепочке 23, ограничителе 2k и инверторе 25. Преобразователь работает следующим образом. Пусть положение делител  9 частоты соответствует интервалу, преобразовани  Ti , при котором источник 11 д.. , при котором источник знакопеременного напр жени  и масштабный усилитель 2 выдают положитель ное напр жение (фиг. 2). Пусть также в момент t после очередного срабатывани  компаратора 6 импульс с формировател  7 импульсов перебросил по тактовому входу триггер 8 в положение , соответствующее положительному уровню напр жени  на пр мом выходе Q триггера 8 и нулевому уровню на инверсном выходе триггера 8. Блок фазировани  по обоим выходам выдает положительное напр жение, сигнал с выхода Q триггера открывает ключ 12 модул тора 3 и ключ 16 модул тора k, при этом ключи 13 и 17 модул торов закрыты. На выходах сумматоров 15, 19 и,- следовательно, на выходах модул торов 3 и по вл етс  положительное напр жение. Выходное напр жение интегратора 5 начинает линейно измен тьс  в сторону отрицательных значений. При равенстве в момент tf абсолютных значений напр жений на входах компаратора 6 последний перекидываетс , а формирователь 7 импульсов перебрасывает триггер 8 в нулевое положение по первому выходу Q, при этом на втором выходе Q триг .гера по вл етс  положительное напр жение . Импульс с выхода формировател  7 импульсов проходит на выходную шину и на делитель 9 частоты. Выходные потенциалы триггера 8 открывают, ключи 13 и 17 и закрывают ключи 12 и 16. Отрицательные сигналы с выходо инверторов проход т соответственно через открытые ключи 13 и 17. Отрицательный- сигнал, по вл ющийс  на входе интегратора 5, интегрируетс , пока выходное напр жение интегратора , подаваемое на первый вход компардтора 6, не будет равно по модулю 01 напр жению, подаваемому с выхода модул тора Ц. При равенстве сигналов на входах компаратора, последний перекидываетс , формирователь 7 выдает импульс, который снова перебрасывает триггер 8, выходные потенциалы триггера открывают ключи 12 и 16 и закрывают ключи 13 и 17. Процесс повтор етс , пока не по витс  импульс на выходе делител  9 частоты, который установит на выходе источника 11 знакопеременного напр жени  отрицательное напр жение, т.е. в момент tj начнетс  интервал Т (фиг. 2). В момент изменени  пол рности на выходах делител  9 частоты происходит изменение потенциала: на одном из выходов измен етс  от нулевого уровн  до положительного уровн , на другом - от положительного уровн  до нулевого. Эти изменени  потенциалов поступают на дифференцирующие цепочки 20, 23 (фиг. 2) блока 10 фазировани . Так как изменение уровней на входах дифференцирующих цепей происходит при смене пол рности в противоположные стороны, на вход ограничителей 21 и 2k уровн  поступают сигналы противоположной пол рности. Ограничители пропускают только положительные импульсы, поэтому при смене пол рности импульс поступает только на один из инверторов 22 или 25. Импульс, прошедший на инвертор, открывает его, и происходит формирование импульса на одном из выходов блока 10 фазировани . Импульсы с выходов блока 10 фазировани  поступают на первый вход Ч и на второй вход О триггера 8. Если на первый вход 1 триггера 8 приходит импульс, то триггер по выходу Q остаетс  в поло- жении единица, несмотр  на приход импульса на тактовый вход триггера. Если импульс поступает на второй вход О триггера, то триггер по выходу Q остаетс  в положении ноль. Таким образом, при каждой смене пол рности импульс с одного из выходов блока 10 фазировани  запрещает очередной переброс триггера импульсом с формировател  7, т.е. триггер остаетс  в положении, предшествующем моменту сменыпол рности, происходит тем самым изменение очередности работы ключей (фиг. 2). Затем на интервале Т работа схемы происходит так же, как на интервале Т.

Благодар  отличительным признакам изобретени  верхн   выходна  частота не ограничиваетс , как в известном устройстве, динамическим диапазоном цифро-аналогового преобразовател ,

вследствие чего можно расширить диапазон выходных частот. Верхн   выходна  частота в предлагаемом устройстве может ограничиватьс  лишь быстродействием элементов преобразовател .

Выходы

2, 11

П V У У /Ч У / / лл / /

II I II I I 1 I 1 1 I 1

f2

п

ГП

Т2

IL

С

Г 1I1

i

S

3 4

:Г

Й/г2 У УЧ Л / /

1

10

Фиг.З

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА МОСТОВОГО ДАТЧИКА В ЧАСТОТУ, содержащий мостовой датчик, измерительная диагональ которого подключена к входу масштабного усилителя, интегратор, к выходу которого подключен первый вход компаратора, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, и делитель частоты, первый выход которого подключен через источник знакопеременного напряжения к диагонали питания мостового датчика, о тличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот в сторону высоких частот, в него введены первый и второй модуляторы, триггер и блок фазирования, причем вход первого;модулятора под- . ключей к выходу масштабного усилителя, а выход - к входу интегратора., вход второго модулятора подключен к. выходу источника знакопеременного напряжения, а выход - к второму входу компаратора, первый и второй входы блока фазирования подключены соответственно к первому и второму выходам делителя частоты, а первый и второй выходы блока фазирования подключены соответственно к входам установки нуля и единицы триггера, причем тактовый вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, инверсный и прямой выходы триггера подключены соответственно к управляющим входам первого и второго модуляторов, а вход делителя подключен к выходу формирователя импульсов.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок фазирования выполнен двухканальным, при этом каждый из каналов выполнен на последовательно соединенных дифференцирующей цепочке, ограничителе и инверторе, причем входы дифференцирующих цепочек подключены соответственно к первому и второму входам блока фазирования, первый и второй выходы которого подключены соответственно к выходам инверторов.

>

1 1026301 2