SU1168797A1 - Преобразователь перемещени в частоту - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий дифференциальный датчик, последовагельно соединенные операционный усилитель, сумматор, компаратор .и пассивньй делитель. выход которого соединен с вторым входом сумматора, а также содержащий интегратор, выход которого соединен с одним плечом дифференциального датчика, отличающийс   тем, что, с ц&лъю повьшени  чувствительности и точности измерений, в нем дифференциальнойдатчик выполнен индуктивным, сумматор вьшолнен весовым , а второе плечо дифференциальнего датчика соединено с выходом операционного усилител , средн   точка его - с вторым входом сумматора , вход интегратора соединен с выходом компаратора, а выход - с входом операционного усилител . оо со Ч

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  малых перемещений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее пагафазный интегратор, дифференциальный емкостной датчик, усилитель посто нного тока, пассивный делитель напр жени  сумматор и схему сравнени . При этом выход схемы сравнени  через делитель напр жени  соединен с одним из ее входов и с входом интегратора, выходы которого подключены к обкладкам емкостного датчика вторые обкладки которого соединены с входом пассивного делител , выход которого соединен с одним входом сумматора, другой вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к другому входу схемы-сравнени . Частота вьфабатывдема  устройством, равна f „ +Л, где 6f пропорциональна -изменению емкостей конденсаторов дифференциал ного емкостного датчика при перемещ нии обкладок конденсаторов, а f начальна  частота, определ ема  кон структивными параметрами устройства Схема содержит компаратор 1, интегратор 2 с сопротивлением на выходе RO, пассивный делитель 3, операционный усилитель 4, дифференциальный индуктивный датчик 5 с сердечником 6 и весовой сумматор 7, осуществл ющий интегрирование. Дл  измерени  малых изменений уровн  жидкости, например расхода масла в двигателе внутреннего сгорани , устройство может быть снабжено поплавком 8, жестко соединенным с сердечником 6 и наход щимс  в мерном сосуде 9, омываемом маслом из системы принудительной смазки дл  стабилизации температуры . Устройство работает следующим образом . При включении напр жени  питани  .на выходе компаратора 1 по вл етс  напр жение с амплитудой рое поступает одновременно на входы интегратора 2 и пассивного делител  3. Напр жение с последнего поступает на один из входов компаратора 1 и равно На выходе интегратора 2 напр жение

Однако известное устройство отли- зо чаетс  ограниченной крутизной преоб- . разовани  и, как следствие, недостаточной чувствительностью и точностью.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности измерений. jj

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем дифференциальный датчик, последовательно соединенные операционный усилитель, сумма-40 тор,компаратор и пассивный делитель,выход которого соединен с вторым входом сумматора, а также содержащем интегратор , выход которого соединен с одним плечом дифференциального датчика,45 дифференциальный датчик выполнен индуктивным , сумматор выполнен весовым, а второе плечо дифференциального датчика соединено с выходом операционного усилител , средн   точка его - 50 с вторым входом сумматора, вход интегратора соединен с выходом компаратора , а выход - с входом операционного усилител .

Па фиг. 1 изображена блок-схема 55 предлагаемого устройства; на фиг. 2 эпюры напр жений на отдельных функциональных блоках.

в операторной форме имеет вид

и( ----- Р

и поступает на вход операционного услител  4 и на одно плечо дифференциального датчика, сердечник которого жестко св зан с поплавком 8, наход щимс  в мерном сосуде 9.

С общей точки дифференциального датчика на один из входов весового сумматора 7 поступает напр жение

U(.P). .°о К(Р)

о.т

21- Р

1

где

+ PL

ЧР)

- передаточна  функци  дифференциального датчика.

На другой вход весового сумматора 7 с выхода операционного усилител  4 поступает напр жение

Весовой cyMMajop 7 осуществл ет весовое суммировл ир и имте грирование входных напр жений с общ точки дифференщ1алыюго датчика и с выхода операционного усилител  4 с весовыми коэффициентами соответственно 2 и -Г посто нной времени интегрировани  t. На отрицательный вход компаратор 1 поступает напр жение, значение ко торого пр мопропорционально разбалансу плеч дифференциального датчика и имеет иид -вЫхСр) р Активные сопротивлени  R и R плеч дифференциального датчика равны меж ду собой: Кз-К4 0. Тогда имеем , где , Р О f «С S г В момент t, когда напр жени , действующие на входах компаратора 1 сравниваютс , его выходное напр жение скачкообразно мен ет знак на пр тивоположный, и весь процесс повтор етс  с обратными знаками напр жеНИИ . Период генерируемых при.этом колебаний определ етс  следующим вы ражением 7 . 2 lVoRc i 2 (R.R.,) Так как , где k - коэффициент пропорциональности, ah- изменение уровн  масла в мерном сосуде 9, то 2I,V (3 f- f 26012 ( R.Rjfkb Частота колебаний . (R,. Т 1R V R Т V 2 о о 1 2 Таким образом, при уменьшении уровн  масла в мерном сосуде 9 попла- вок 8 опускаетс  на высоту h, в результате чего пропорционально измен етс  частота колебаний и оказываетс  пропорциональной расходу масла. Таким образом, пере.мещение сердечника , соответствующее расходу масла, оказываетс  пропорциональным частоте, вырабатываемой устройством. Нар ду с высокой чувствительностью и линейностью преобразовани  предлагаемое устройство обеспечивает независимость выходного сигнала от активных составл ющих сопротивлений плеч дифференциального датчика, при условии их равенства.

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий дифференциальный датчик, последовательно соединенные операционный усилитель, сумматор, компаратор и пассивный делитель, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а также содержащий интегратор, выход которого соединен с одним плечом дифференциального датчика, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в нем дифференциальный'датчик выполнен индуктивным, сумматор выполнен весовым, а второе плечо дифференциального датчика соединено с выходом операционного усилителя, средняя точка его - с вторым входом сумматора, вход интегратора соединен с выходом компаратора, а выход — с входом операционного усилителя.

   Φαί.ΐ