SU1215058A1

SU1215058A1 - Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков

Info

Publication number: SU1215058A1
Application number: SU843718294A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Ефимович Кочетов; Анатолий Константинович Савчук; Александр Леонидович Калашников; Владимир Николаевич Чуков; Людмила Викторовна Жуйкова
Original assignee: Предприятие П/Я А-7240
Priority date: 1984-01-27
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1986-02-28

Abstract

Изобретение относитс к измерени м параметров электрических цепей с сосредоточенными параметрами, в частности к измерению емкости. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни температурного дрейфа на величину коэффициента преобразовани . Устройство содержит датчик 1, усилитель 2, демодул тор 3, ин- вертирунндий усилитель 4, генератор 5, Дл достижени поставленной цели в него дополнительно введены модул тор 6, демодул тор 8, инвертирующий усилитель 9, формирователь 10. Схема устройства выполнена на двух идентичных каналах. Импульсы управлени коммутаторов демодул тора 8 с целью устранени вли ни переходных процессов на результаты измерений, сдвинуты относительно фронтов импульсов управлени коммутаторов модул тора 6. Работа устройства по сн етс по временным диаграммам в описании изобретени . 2 ил. Гл«,ГтГ

Description

Изобретение относитс к измерению параметров электрических цепей с сосредоточенными параметрами в частности к измерению емкости.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни температурного дрейфа на величину коэффициента преобразовани .

На фиг. 1 изображена схема измерительного преобразовател ; на фиг,2 осциллограммы формировани импульсов управлени .

Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков содержит последовательно соединенные датчик 1 усилитель 2, демодул тор 3, инвертирующий усилитель 4, а также генератор 5 и последовательно соединенные модул тор 6, усилитель 7, демодул тор 8, инвертирующий усилитель 9 .и формирователь 10.

Датчик 1 состоит из 2-х конденсаторов , один из которых - измер емый, а другой - опорный.

В схеме устройства имеютс два идентичных канала: один, вход щий в соста в генератора импульсного сигнала и включаюпщй в себ усилитель 2, демодул тор 3 и инвертирующий усилитель 4, второй - измерительный канал, включающий в себ усилитель 7, демодул тор 8 и инвертирующий усилитель 9. Генератор импульсного сигнала содержит также генератор 5 импульсовj модул тор 6 и формирователь 10.

Емкостный датчик 1 через усилители 2 и 7 подключен к входам демодул торов 3 и 8, выходы которых подключены к входам инвертирукнцих усилителей 4 и 9. Генератор 5 через формирователь 10 соединен с входами демодул торов, второй выход формировател 10 подключен к модул тору 6, один из выходов которого соединен с инвертирующим усилителем 4, а выход подключен к датчику 1.

Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков работает следующим образом.

Генератор 5 вырабатывает импульсы пр моугольной формы (фиг. 2c), которые поступают на вход делител частоты, выполненного на двух триггерах формировател 10. Выходные импульсы 1-го триггера (фиг. 2&) и второго триггера (фиг. 2R,t ) подаютс на входы элементов совпаде10

15

20

ни формировател 10. Симметричные противофазные импульсы второго триггера (фиг. 26,г) поступают также на входы управлени коммутаторов модул тора 6. С объединенных выходов коммутаторов отрицательные пр моугольные импульсы с амплитудой Ugbim (фиг. 2А) поступают на общий вывод конденсаторов датчика 1. Сигнал датчика 1 с выхода измер емого конденсатора поступает на инвертирующий вход усилител 7 измерительного канала. Выходной сигнал данного усилител представл ет собой импульсы напр жени , которые затем подаютс на вход демодул тора 8, На входы управлени этих коммутаторов подаютс импульсы с выходов элементов совпадени формировател 10 (фиг. 2е,ж).

Импульсы управлени коммутаторов демодул тора 8 с целью устранени вли ни переходных процессов на результаты измерени сдвинуты относительно фронтов импульсов управлени коммутаторов модул тора 6.

Отрицательное выходное напр жение демодул тора 8 сглаживаетс и поступает на вход инвертирующего 30 усилител 9. Выходное напр жение измерительного канала, пропорциональное измер емой емкости датчика 1, снимаетс с выхода этого усилител .

Поступающие на вход измерительного канала с выхода модул тора 6 двух- пол рные импульсы имеют амплитуду,

равную U,,,, гдеК,Ь; Кг коэффициент передачи компенсационного канала, равный произведению коэффициентов передачи усилител 2, который примерно равен отношению р

-, демодул тора 3 и инвертирующего Llf

усилител 4. Выходное напр жение измерительного канала определ етс по формуле

25

35

45

и,т-к

и- i2I-;ii.K,-U ц-Кг 5

т

.Rj4

R,

где Кэ - коэффициент передачи измерительного канала, равный произведению коэффициентов передачи усилител 7, демодул тора 8 и инвертирующего усилител 9.

При изменении коэффициентов передачи К} и К4, которые, в основном, вызываютс температурной зависимостью параметров усилителей 2 и 7, а также

31

изменением емкостей датчика 1, в схеме происходит компенсаци погрешностей , если 1 и если усилители 2 и 7 и конденсаторы датчика 1 имеют близкие параметры.

Условие 1 + обеспечиваетс выбором необходимого коэффициента передачи инвертирующего усилител 4, условие - применением в качестве усилителей 2 и 7 монокристального двухканального операционного усилител .

Claims

Формула изобретени

Измерительный преобразователь сигналов емкостных датчиков, содержащий генератор импульсного сигнала, выход которого через клеммы дл подключениг измер емого конденсатора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , охваченного отрицательной обратной св зью, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилител соединен

Составитель В.Стукан Редактор Е.Копча Техред О.Неце Корректор М.Максимишинец

Заказ 904/54 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, гiУжгород, ул.Проектна , 4

58

с общей шиной, выход первого операци-г онного усилител соединен с входом демодул тора, выход которого соединен с входом инвертирующего усилител , отличающийс тем, что, с целью повьппени точности измерени , генератор импульсного сигнала содержит формирователь и модул тор , выход которого соединен с измер емым и опорным конденсаторами, а входы - с выходами формировател , второй вывод опорного конденсатора соединен с инвертирующим входом второго операционного усилител , идентичного первому, выход которого соединен с входом дополнительного демодул тора (детектора), выход которого через дополнительный инвертирующий усилитель соединен

с входом модул тора, при зтом управл ющие входы демодул торов соединены с выходами формировател , вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

Фиг.1