SU1229560A1

SU1229560A1 - Преобразователь перемещений в скважность импульсов

Info

Publication number: SU1229560A1
Application number: SU843822821A
Authority: SU
Inventors: Юрий Матвеевич Гусев; Марат Мансурович Сиразетдинов
Original assignee: Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1984-12-11
Publication date: 1986-05-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений. Преобразователь перемещений в скважность импульсов позвол ет повысить точность преобразовани за счет устранени погрещности от нестабильности параметров электронных блоков и логических элементов, вход щих в состав устройства. Период выходных импульсов задаетс частотой генератора импульсов, который может быть выполнен с кварцевой стабилизацией, и не зависит от параметров элементов устройства, что позвол ет с боль- щей точностью преобразовывать выходную информацию в цифровой код. 1 ил. rsD bO СО ел О5

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений.

Цель изобретени - новышение точности преобразовани за счет повышени стабильности длительности выходных импульсов.

На чертеже приведена схема преобразовател перемещений в скважность импульсов .

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, элемент ИЛИ 3, первый 4 и второй 5 элементы НЕ, две пары диодно-резисторных цепей, состо ща кажда из основной цепи в виде последовательно соединенных диодов 6 и 7 и резисторов 8 и 9 и дополнительной цепи в виде диодов 10 и 11 и резисторов 12 и 13, дифференциальный емкостный датчик 14, потенциальные электроды которого подключены к точкам соединени диодов 6 и 7 и резисторов 8 и 9, фильтр 15 низких частот, к входу которого подключены свободные выводы резисторов 8, 9, 12 и 13 диодно-резисторных цепей, операционный уилитель 16, инвертирующий вход которого подключен к выходу фильтра 15 низких частот, а неинвертирующий вход соединен с общей щиной, формирователь 17 импульсов с регулируемой длитель- ностью, управл ющий вход которого подключен к выходу операционного усилител 16 выход соединен с вторыми входами элемента И 2 и элемента ИЛИ 3, первые входы которых подключены к выходу генератора 1 импульсов, и делитель 18 частоты, вход ко- торого подключен к выходу генератора 1 импульсов, а выход соединен с входом формировател 17 импульсов с регулируемой длительностью.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении источника питани на выходе операционного усилител 16 устанавливаетс максимальное напр жение, например положительное. При этом на выходе формировател 17 импульсов с регулируемой дли - тельностью, запускаемого импульсами с выхода делител 18 частоты импульсов генератора 1, формируютс импульсы с минимальной скважностью, т. е. с максимальной длительностью. Во врем формировани импульса на выходе формировател 17 уровень логической «1 устанавливаетс на выходе элемента ИЛИ 3, а уровень логического «О - на выходе второго элемента НЕ 5, причем уровню логической «1 соответствует положительный уровень напр жени , уровню логического «О - отрицательный уровень напр жени на выходах элементов. На вы-

ходах элемента И 2 и первого элемента НЕ 4 формируютс при этом двухпол рные пр моугольные импульсы, которые с выхода элемента И 2 подаютс на соответствующее плечо, дифференциального емкостного датчика 14 через основную диодно-резисторную цепь, состо щую из диода 6 и резистора 8, в точке

о 5 0

5

0 где

0

5

соединени которых формируютс импульсы напр жени положительной пол рности с длительностью спада, определ емой посто нной времени разр да соответствующего плеча датчика 14. В точке соединени диода 10 и резистора 12 дополнительной цепи формируютс пр моугольные импульсы отрицательной пол рности. Диоды 7 и 11 второй пары диодно-резисторных цепей заперты под действием приложенных обратных напр жений с выходов элемента ИЛИ 3 и второго элемента НЕ 5. Во врем паузы между выходными импульсами фюрмировател 17 уровень логического «О устанавливаетс на выходе элемента И 2, а уровень логической «1 - на выходе первого элемента НЕ 4, под действием которых диоды 6 и 10 первой пары диодно-резисторных цепей запираютс . На выходах элемента ИЛИ 3 и второго элемента НЕ 5 форми руютс двухпол рные пр моугольные импульсы , которые с выхода элемента ИЛИ 3 подаютс на другое плечо дифференциального емкостного датчика 14 через основную диодно-резисторную цепь, состо щую из диода 7 и резистора 9. При этом в точке соединени диода 7 и резистора 9 формируютс импульсы напр жени отрицательной пол рности с длительностью спада, определ емой посто нной времени разр да другого плеча датчика 14, а в точке соединени диода 11 и резистора 13 дополнительной цепи - пр моугольные импульсы положительной пол рности. На выходе фильтра 15 низких частот формируетс напр жение, пропорциональное разности

Ui5 K{i.C, ),(1)

где Ui5 - выходное напр жение фильтра 15

низких частот; К- коэффициент пропорциональности

iu - длительность импульсов на выходе формировател 17;

tn - длительность паузы между импульсами на выходе формировател 17; С| и Cz- емкости плеч дифференциального

датчика 14.

Через некоторое число периодов колебаний на выходе формировател 17 схема приходит к устойчивому состо нию, при котором напр жение на выходе операционного усилител 16 и соответственно длительность импульсов на выходе формировател 17 уменьщаютс до величины, при которой разность напр жений на входах операционного усилител 16 близка к нулю, т. е.

UC, - UCs 0. (2)

eS

том Ci -TF л

и

ES

d-X

проницаемость

8 - диэлектрическа

среды;

S - площадь пластин дифференциального емкостного датчика 14; -X-рассто ние между центральной и крайними пластинами (d - суммарное рассто ние), выражение (2) принимает вид

СЧ

При этом соотношение длительности и паузы на выходе преобразовател линейно зависит от перемещени , а период останетс посто нным .

Claims

Формула изобретени

Преобразователь перемещений в скважность импульсов, содержащий дифференциальный емкостный датчик, генератор импульсов , элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора, две пары диодно- резисторных цепей, состо ща кажда из основной и дополнительной цепей в виде последовательно соединенных диода и резистора, диод основной цепи первой пары подключен к выходу элемента И, а точки соединени диода и резистора основных цепей каждой пары подключены к соответствующим потенциальным электродам дифференциального емкостного датчика, и фильтр низких частот, отличающийс тем, что, с

целью повыщени точности преобразовани , он снабжен операционным усилителем, инвертирующий вход которого подключен к выходу фильтра низких частот, а неинвертирующий вход соединен с общей шиной, формирователем импульсов с регулируемой длительностью , управл ющий вход которого подключен к выходу операционного усилител , а выход соединен с вторым входом элемента И, делителем частоты, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен с входом формировател импульсов с регулируемой длительностью, элементом ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй вход подключен к выходу формировател импульсов с регулируемой длительностью, а выход соединен с диодом основной цепи второй пары, первым и вторым элементами НЕ, входы которых подключены к выходам соответственно элемента И и элемента ИЛИ, выходы соединены с диодами дополнительных цепей соответственно первой и второй пары, а свободные выводы резисторов диод- но-резисторных цепей соединены с входом фильтра низких частот.

Редактор В. Иванова Заказ 2223/39

Составитель В. Николаев

Техред И. ВересКорректор М. Максимишинец

Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4