SU1224757A1

SU1224757A1 - Зар довый калибратор

Info

Publication number: SU1224757A1
Application number: SU843783197A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Волков; Николай Иванович Гаранин; Олег Борисович Коростелев
Original assignee: Предприятие П/Я В-8685
Priority date: 1984-08-20
Filing date: 1984-08-20
Publication date: 1986-04-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл калибровки измерительных каналов с пьезоэлектрическими первичными пр-еобразовател ми. Цель изобретени - повышение точности калибратора. Устройство содержит мультивибратор 1, блок 2 формировани сигнала, делитель 3 напр жени , батарею 4 пассивных двухполюсников, выходной селектор 5 каналов, дифференциальный усилитель 6, повтори-. тель 7 напр жени , операционный усилитель 8 и пассивные двухполюсники 9 и 10. Введение в устройство операционного усилител , повторител напр жени , дифференциального усилител и двух пассивных двухполюсников , вьшолненных соответственно в- виде активного сопротивлени и параллельно соединенных резистора и конденсатора, устран ет зависимость коэффициента передачи калибратора от сопротивлени нагрузки. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i (Л 1чЭ tc 4 ел

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл калибровки измерительных каналов с пьезоэлектрическими первичными преобразовател ми.

Цель изобретени - повышение точности калибратора за счет устранени зависимости коэффициента переда чи калибратора от сопротивлени нагрузки ,

На чертеже изображена блок-схема зар дового калибратора.

Зар довый калибратор содержит последовательно соединенные мультивибратор 1, блок 2 формировани сигнала и делитель 3 напр жени , батарею 4 пассивных двухполюсников, выходной селектор 5 каналов, дифференциальный усилитель 6, повторител 7 напр жени , операционньй усилитель 8 и пассивные двухполюсники 9 и 10, причем выход делител 3 напр жени через пассивный двухполюсник 10 подключен к инвертирующему входу операционного усилител 8 и входу второго пассивного двухполюсника 9, второй вход которого подключен к выходу дифференциального усилител 6, инвертирующий вход которого через повторитель 7 напр жени подключен к выходу батареи 4 пассивных двухполюсников и входу выходного селектора 5 каналов, а неинвертирующий вход дифференциального усилител 6 подключен к другому входу батареи 4 пассивных двухполюсников и выходу операционного усилител 8, нёинвер- тирук щий вход которого подключен к общей шине.

Дл усилител ношение

и --K,(ju))U. K,,(JcJ)

(j(ja)}Zg((,(.J)

Z,(j((jaJJ

(1)

4S

Зар довый калибратор работает следующим образом.

Источник питани формирует необходимые питающие напр жени дл активных элементов калибратора. Мультивибратор 1 генерирует последовательность тактовых импульсов дл блока 2 формировани сигнала. Блок 2 формирует калибровочное напр жение заданной формы (например, пр моугольные импульсы положительной пол рное- 50 -& ти), амплитуда которых регулируетс соотношение (l) преобразуетс к виду

где U- - напр жение на выходе усили- т ел 8„

Учитыва , что

UJjcJ)-tUJcJ)-KjcjuJJ-U,fjcJ)K/JcJ)(Ja)),

i

U(JuJJK,(jaJ)K;fJw )Z(JuJ)KgUiu.J) U3(Ju)Z..

K(uJjZ,(ju))K.(juJj- l, () -Z.(JuJ}

ttl оTV3

U,(ja-);K(juJ)(,o(.ioL))-U(Ju;.) Zg (JUL;)

ir;77.xj) z., „ (j J )-T z ,„ (J U J) z., (J. J) 1 / к g (J -j)

делителем 3 напр жени . Это напр жение преобразуетс в эквивалентный по величине зар д с помощью батареи 4 пассивных двухполюсников о Масштаб

преобразовани определ етс выбором соответствующего пассивного элемента в батарее. Зар д, перезар жающий емкость в пассивном элементе ба тареи 4, протекает через нагрузку (не показана ), выбираемую посредством селектора 5 каналов Напр жение между полюсами батареи 4, изменение которого определ ет зар д, протекак ций в цепи нагрузки, контролируетс с помощью

дифференциального усилител 6. Повторитель 7 напр жени предотвращает утечку зар да через вход усилител 6„ Операи онньй усилитель 8 регулирует напр жение на батарее 4 в соответств ш с подаваемым с делител 3 напр жением калибровки. Отрицательна обратна св зь обеспечиваетс пассивными двухлолюсниками 9 и 10 ,

Передаточные функции зар дового

калибратора определ ютс соотношением полных сопротивлений пассивных двухполюсников.

Пусть U; - напр жение на выходе 1-го блока, а 1 - полное сопротивление J -го двухполюсника в операторной форме. Обозначим через Kg(joJ) передаточную функцию усилител 8, К и Kg - передаточные функции по неинвертирующему и инвертирующему

входам дифференциального усилител 6, а передаточную функцию повторител 7 напр жени через K(juJ),

Дл усилител ношение

справедливо сооти --K,(ju))U. K,,(JcJ)

(j(ja)}Zg((,(.J)

Z,(j((jaJJ

(1)

-& соотношение (l) преобразуетс к виду

где U- - напр жение на выходе усили- т ел 8„

Учитыва , что

UJjcJ)-tUJcJ)-KjcjuJJ-U,fjcJ)K/JcJ)(Ja)),

: i)

31224757 4

Учитыва также высокое входноегде Z (juj) сопротивление нагрузки,

сопротивление повторител 7, можноа напр жение U(juj) соответствует

записать, чтонапр жению на нагрузке, так как в

селекторе 5 падение напр жени отг (.и) ,, ,сутствует.

2 (JuJ) . -Сравнива (3) и (2), получим:

Н

U3(JuJ)g()

U(,JJ--:

Г+ Z „{j)(

K,Uuj)(j)z,,(.j;- z,,(j) Y17J)

UpH

) 2g (joj) ZH (-iu;)

(JuJ) „(jcj) 2 (joJ)

Z(JuJJ (((j.)(jiuJ)-K(Juj) 7,oCjLj)2:3(jcJJ Z(JcJ) Z(JoJj

(4) Z(jcJ) I- ) Z,(jaJ) ZjKg{j.j)K,(JcJ)

Поскольку современные операционные что эквивалентно формированию зар - усилители имеют следующие типовые да параметрыU R

Н

С

9

5

Н

С

R,

IJoJ/-, I joj; .-S -cj

-J-; -)0 ( :K-,{juJMtio ,

(j ( ..чПередаточна функци такого (.,. -- - (10)

„-,. „ - ,,„ (l.,)

...,.. г;..,ы,

либратора не зависит от 2„ в отлито первыми двум слагаемыми .знамена- передаточной функции извест- тел можно пренебречь, в результате калибратора,

чего получим30 Выбор параметров знаменател tlO)

и (juJ) Z (JoJJпозвол ет ограничить сверху частотU U JJ )-.-jр-. Ч-,-Г1- .(6)ный диапазон работы калибратора и

( 10 J 6 обеспечивает устойчивость работы.

Отсюда следует, что устройствоПогрешность от вли ни нагрузки,

вл етс генератором«тока, величина35 определ ема первым слагаемым в

которого не зависит от нагрузкизнаменателе формулы (4), составл ет

приблизительно 0,01% от отношени

г / и .( .Z,

l,(juJi- - j)K (JaJJ7 соответствии с, предположением

tf Ю 65

40 (5), в то врем как в прототипе она

При этом не трудно обеспечитьравна 100%.

следующие величины комплексных со-Исцольз ование предлагаемого зар - противлении двухполюсников:дового калибратора позвол ет многоf ( f кратно повысить точность измерени

Claims

Z,(JuJ) ID г - )Т физических параметров с помощью пье зоэлектрических датчиков. с помощью параллельно включенных сопротивлени R и емкости С,Формула изобретени

Z - R ( 8 )

о ° 50 1. Зар довый калибратор, содержа ,. .. г.. ю / .,.щий выходной селектор каналов, муль7 1 JoJ/-L , ц ; |л irJC

JuJC (д)тивибратор, выход которого через блок

при последовательном включении со-формировани сигнала, управл ющий

противлени R и емкости С,.вх°Я которого вл етс управл кщим

Тогда ток в нагрузке будет равен55 входом калибратора, подключен к входу

делител напр жени , и батарею паст /. j|., ---сивных двухполюсников, первый вывод

(l juJTJ(,l K(jcJ) 10которой соединен с входом выходного

формированию R

Н

С

9

R,

--

селектора каналов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности путем компенсации вли ни полного сопротивлени нагрузки.

в него введены операционный усилитель ,ключен к выходу делител напр жени , повторитель напр жени , дифференциальньй усилитель, первый и второй
2. Калибратор по п.1, о т л и пассивные двухполюсники, первые выво-чающийс тем, что, с-целью

ды которых подключены к инвертирующе-повьшени устойчивости работы, пер-

му входу операционного усилител .

неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вторым вьшодом батареи пассивных двухполюсников и неинвертирующим входом диффе ренциального усилител , инвертирую- щий вход которого через повторитель напр жени св зан с входом выходного селектора каналов, и выход - с вторым выводом второго пассивного двухполюсника, причем второй вьшод первого пассивного двухполюсника подto вый пассивньй двухполюсник вьтолнен

в виде активного сопротивлени , второй пассивный двухполюсник выполнен в виде параллельно соединенных резистора и конденсатора, а калЕДЫй элемент батареи пассивных элементов выполнен в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора.