SU1126883A1 - Логарифмический преобразователь сопротивлени - Google Patents

Abstract

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий первый и второй усилители, блок сравдени , клеммы дл  подключени .объекта измерени  и образцовый резистор, пер вый вывод которого и перва  клемма дл  подключени  объекта измерени  подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнени , источник опорного напр жени  и цифроаналоговый преобразователь, выход которого  вл етс  выходом устройства и соединен со входом второго усилител , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, в него введены блок управлени , первый и вто«рой экспоненциальные преобразовате-, ли, выходы которых подключены соответственно к первой клемме дл  подключени  объекта измерени  и к первому выводу образцового резистора, второй вывод которого и втора  клемма дл  подключени  объекта измерени  к первому выводу соединены с общей шиной, первые входы экспоненциальных преобразователей соединены с выходом л источника опорного напр жени , а вторые их входы соединены с выходами соответствук цих усилителей, при этом входы первого и второго усилителей соединены между собой, входы цифроаналогового преобразовател  подключены к соответствующим выходам блока управлени , а вход последнего соедин э йен с выходом блока сравнени . X эо :АЭ

Description

1 Изобретение относитс  к информаци онно-измерительной технике и может . быть применено при построении измери телей различных параметров на автономных объектах в случае использовани  резистивных датчиков, сопротив ление которых измен етс  в большом динамическом диапазоне, а также дл  . линеаризации характеристик резистивных датчиков. Известно устройство дл  измерени  сопротивлени  резисторов, содержащее интегратор, блок сравнени , первый и второй генераторы тока первый и второй переключатели, измер емое сопротивление Mj . Недостатком этого устройства  вл етс  узкий динамический диапазон преобразуемых сопротивлений, ограниченный погрешност ми схемы сравнени  устройства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту  вл етс  цифровой измеритель сопротивлени , содержащий первый и второй усилители посто нного тока с дифференциальными входами, источник опорного напр жени , измер емый и образцовьпл подключенные к блоку сравнени , резисторы , смежные {зезисторы и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со входом второго усилител  2J . Недостатками этого устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности, узкий динамический диап зон преобразуемых сопротивлений, величина которого определена, в основном , аддитивными погрешност ми вход  щих в схему преобразовател  усилите лей и блока сравнени  и ограничена величиной 2-3 декады, а также то,что объект измерени  незаземлен. Целью изобретени   вл етс  расши рение функциональных возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство, содержащее первый и второй усилители, блок сравнени , клеммы дл  подключени  объекта измерени  и образцовый резистор, первый вывод которого и перва  клемма дл  подключени  объекта измерени  подклю чены соответственно к первому и-;.второму входам блока сравнени , источник опорного напр жени  и цифроанало говый преобразователь, выход которог 3  вл етс  выходом устройства и соединен со входом второго усилител , введены блок управлени ,первый и второй экспоненциальные преобразователи, выходы которых подключены соответственно к первой клемме цд  подключени  объекта изнерени  и к первому вьгеоду образцового резистора, второй вывод которого и втора  клемма дл  подключе ни  объекта измерени  к первому выводу соединены с общей шиной, первые входы экспоненциальных преобразователей соединены с выходом источника опорнсуго напр жени , а вторые их входы соединены с выходами соответствующих усилителей, при этом входы первого и второго усилителей соединены между собой, входы цифроаналогового преобразовател  подключены к соответствующим выходам блока управлени , а вход последнего соединен с выходом блока сравнени . На фиг.1 приведена структурна  схема логарифмического преобразовате- . л  сопротивлени ; на фиг.2 - функциональна  схема блока управлени , вход щего в состав устройства; на фиг.3 - функциональна  схема одного из возможных вариантов построени  экспоненциального преобразовател . Логарифмический преобразователь сопротивлени  содержит блок управлени  1, цифроаналоговый преобразователь (1ЩТ) 2, источник 3 опорного напр жени , первый и второй усилители 4 и 5, первый и второй экспоненциальные преобразователи 6 и 7, объект измерени  8 и образцовый резистор 9, блок сравнени  10. Выход цифроаналогового преобразовател  2, одновременно  вл ющийс  выг ходом устройства, через первый и второй усилители 4 и 5 с коэффициентами усилени  К1, К2 соответственно подключен к первым входам экспоненциальных преобразователей 6 и 7 (фиг.З), при этом вторые их входы соединены с выходом источника 3 опорного напр  шни , выходы экспоненциальных преобразователей 6 и 7 соединены с объектом измерени  8 и образцовым резистором 9 соответственно, а также с соответствующими входами блока сравнени  10, выход которого соединен со входом блока управлени  I, а выходы последнего соединены с управл ющими входами цифроаналогового преобразовател  2. Принцип работы устройства заключаетс  в следующем. Выгодной сигнал Ug|,, цифроаналогового преобразовател  2 усиливаетс  в К1 раз и поступает на первый вход первого экспоненциального преобразовател  6, второй вход которого подкл чен к опорному сигналу UQ, источника 3 опорного напр жени . Выходной ток экспоненциального преобразовател  6 равен ,-е опорный ток экспоненциального преобразовател  6; gjj,j выходное напр жение ЦАП 2; е - основание натурального логарифма; Q-j-- температурный потенциал, ра К.Т где К - посто нна  Больцмана; Т - абсолютна  температура; q - элементарный зар д. Выходной ток второго экспоненциального преобразовател  7 равен опорный ток экспоненциального преобразовател  7. Выходные токи экспоненциальных преобразователей , протека  по объекту измерени  8 и образцовому резистору 9, создают падени  напр жени , сравниваемые с помощью блока сравне ни  10. Выходной сигнал блока сравнени  подключен ко входу блока упра лени  1. Блок управлени  (фиг,2) содержит генератор 11 опорной часто ты, собранный на двух элементах И-Н инвертор 12, два элемента И-НЕ 13 и 14 и реверсивный счетчик 15. В зави снмости от логического уровн  на входе инвертора 12, соединенного с выходом блока сравнени  10, выходны импульсы генератора 1 Г опорной част ты поступают либо через элемент И-Н 13 на суммирующий, либо через эле Мент И-НЕ 14 на вычитающий входы реверсивного счетчика 15, измен   соответствующим образом состо ние его выходов, которые подключены к соответствующим входам цифроаналого вого преобразовател  2.- При этом выходной сигнал ЦАП 2 возрастает ил ьшаетс  до тех nopjnoKa не настуравенство Ux Uo, напр жение на объекте измерени ; Ujj-напр жение на образцовом резисторе 9. л  состо ни  равновеси  справедравенство выхUp I/ 1, О 07 R,,( величины сопротивлений объекта измерени  и образцового резистора соот- . ветственно. ри условии I д,102 формула преобвани  устройства .ii. 0 Входной код цифроаналогового преобразовател , а также напр жение на его выходе измен ютс  пропорционально натуральному логарифму отношени  /д .С помощью данного устройства соответствующим выбором коэффициентов К1 и К2 можно обеспечить заданную зависимость рассеиваемой на Ry мощности от величины преобразуемого сопротивлени  объекта измерени . При условии, что составл ющие суммарной погрешности не коррелированы между собой, результирующа  относительна  погрешность преобразовани  сопротивлени  меньше t% при диапазоне изменени  преобразуемого сопротив лени  120 дБ. Таким образом, данное устройство реализует логарифмическую зависимость выходного напр жени  от величины преобразуемого сопротивлени , что позвол ет осуществить-без переключени  пределов преобразование активного сопротивлени  в динамическом диапазоне 120 дБ с относительной погрешностью 1%; расширить функциональные возможности устройства за счет формировани  заданной зависимости мощности рассе ни  на датчике от величины преобразуемого сопротивлени ; исключ чить вли ние паразитных емкостей и индуктивностей в цепи датчика, поскольку датчик запитываетс  посто нп ным током.

n

ii

У

15

IT-J

ГН

r-fu-

w

Claims (1)

1. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий первый и второй усилители, блок сравцения, клеммы для подключения.объекта измерения и образцовый резистор, пер вый вывод которого и первая клемма для подключения объекта измерения подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, источник опорного напряжения и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом устройства и соединен со входом второго усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок управления, первый и вто*рой экспоненциальные преобразовате-, ли, выходы которых подключены соответственно к первой клемме для подключения объекта измерения и к первому выводу образцового резистора, второй вывод которого и вторая клемма для подключения объекта измерения к первому выводу соединены с общей шиной, первые входы экспоненциальных преобразователей соединены с выходом источника опорного напряжения, а вторые их входы соединены с выходами соответствующих усилителей, при этом входы первого и второго усилителей соединены между собой, входы цифроаналогового преобразователя подключены к соответствующим выходам блока управления, а вход последнего соедин нен с выходом блока сравнения.

   SU . и 26883