SU1368991A1 - Частотный преобразователь дл тензодатчиков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании средств дл  вывода информации с датчиков физических величин, выполненных по мостовой схеме. Изобретение позвол ет повысить точность и упростить устройство . Это достигаетс  тем, что в преобразователь , содержащий источник 1 питани , тензомост 2, интегратор 3, блок 4 сравнени , формирователь 5 импульсов, накопительный злемен т 8, выполненный на конденсаторе, и токо- ограничивающие элементы 9 и 10, выполненные на резисторах, введены то- коограничивающие элементы 11 и 12, выполненные на резисторах. 2 ил. S сл

Description

/

00 О) 00

со

Фиг.1

. 1368991 Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в измерительных системах и системах контрол  и управдатчики различных величин с мостовой измерительной цепью.

Цель изобретени  - повьппение точности преобразовател  и его упроще- ние.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит источник 1 пи- тани , тензомост 2, интегратор 3, блок 4 сравнени , формирователь 5 импульсов , ключи 6 и 7, накопительный элемент 8, выполненный на конденсаторе , и токоограничивающие элементы 9 - 12, выполненные на резисторах, интегратор 3 выполнен на операционном усилителе 13 и конденсаторе 14.

Диаграммами 15 - 19 показаны напр жени  в узлах схемы.

Под действием напр жени  разбаланса тензомоста (ТМ) выходное напр жение интегратора 3 линейно уменьшаетс  .

1

тенэомоста. С момента времени t, выходное напр жение интегратора 3 начинает лине;йно убывать до момента достижени  порогового уровн , после чего процесс преобразовани  повтор етс 

Поскольку зар ды конденсатора 14 от действи  напр жени  разбаланса ТМ за врем  цикла преобразовани  и от разр да конденсатора 8 рае- ны, но противоположны по знаку, то будет справедливо следующее равенство:

Г R,t- R,, +R,t(.o)+Ri, (R,+R,o) (R,-bR,o)R,,R,2 GH

В момент времени с выходное напр жение интегратора 3 дости1 ает порогового уровн  блока 4, которое сра- батьюает и воздействует на формирователь 5, по сигналу с которого в данный момент времени размыкаетс  ключ 6, а в момент времени с, замыкаетс  ключ 7. В результате конденсатор 8, который был зар жен до значени  , где и„ - напр жение источника 1, Сд -емкость конденсатора 8, подключаетс  первой обкладкой к общей точке соединени  резисторов 9 и 10 и начинает разр жатьс  через резистор 9, вследствие чего выходное напр жение интегратора 3 начинает увеличиватьс . Конденсатор 8 остаетс  подключен1 Ь1м к данной точке в течение интервала длительность которого достаточна дл  полного разр да конденсатора от напр жени  U, до U , размер которого определ етс  соотношением резисторов 9 - 1t:

и.

UnR4

R.+R,o+R,

В момент времени t размыкаетс  ключ 6, а в момент времени t, замыкаетс  ключ 7 и конденсатор 8 оказываетс  подключенным к второму входу

Дозированна  порци  зар да, которую передает конденсатор 8 интегратору , определ етс  значением

Р

(и„-и„,, )-G

ост

8 (2)

С другой стороны, данную порцию зар да можно определить через ток разр да

40

1р. t:j, (Un-UocT )-G

8

(3)

где I - среднее значение тока разр да конденсатора G., за интервал времени t

8

Р

Учитыва , что R «i:R,a и, следовательно , можно пренебречь частью тока разр да конденсатора В, ответвл ющегос  через резистор 10, можно опреелить значение U,

R

9

(4)

Произвед  последовательные подстановки выражений (4) и (3) в выраже- ние (1), после некоторых преобразований получают:

3Rr 2R,,

)

(., )

(R,-HR,,)G8-R,

где

Rjr-R.+R(o

В случае отсутстви  необходимости в введении и регулировке смещени  резисторы 11 и R следует выбирать из соотношени  R

Mr

R,.R. Тогда функци 

преобразовани  устройства принимает вид

R

L + IV„ г (R,-t-R,,)R,.Ge15 дом тензомоста, выход второго ключ соединен с первым выводом первого коограничивающего элемента, вьтол ненного на резисторе, второй токоо раничивающий элемент, выполненный резисторе, первый вывод которого с динен с инвертирующим входом интег тора, отличающийс  тем что, с целью повышени  точности пр образовани  и упрощени , введены т

Изменением соотношени  резисторов Rj и R,, в результат преобразовани  мохсно вводить смещение, т.е. задавать начальную частоту преобразовани  или исключать вли ни  нежелательного начального разбаланса тензомоста, изменением сопротивлени  резистора 12 можно осуществл ть регулировку чувствительности преобразовани  по отношению к напр жению разбаланса тензомос- 25 и четвертый токоограничивающие

20

Введение смещени  осуществл етс  без шунтировани  измерительной схемой тензомоста 2. Кроме того, устройство обладает вдвое меньшим по сравнению с известным устройством количеством коммутирующих элементов.

формула изобретени 

Частотный преобразователь дл  тен- зодатчиков, содержащий источник питани , выходы которого соединены соот- ветственно с первым и вторым входа

ми тензомоста, интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнени , выход которого соединен с входом формировател  импульсов и  вл етс  выходной шиной, первый и второй выходы формировател  импульсов соединены соответственно с управл ющими входами первого и второго ключей, формационные входы первого и второго ключей объединены и соединены с первым выводом накопительного элемента, выполненного на конденсаторе, выход первого ключа соединен с первым вхо15 дом тензомоста, выход второго ключа соединен с первым выводом первого то- коограничивающего элемента, вьтол- ненного на резисторе, второй токоог- раничивающий элемент, выполненный на резисторе, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом интегратора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани  и упрощени , введены тре 25 и четвертый токоограничивающие

20

0

5

элементы, выполненные на резисторах, первые выводы которых объединены и соединены с инвертирующим входом интегратора , второй вьшод третьего резистора  вл етс  общей шиной, второй вывод четвертого резистора соединен с первым входом тензомоста, первьй выход которого соединен с неинвертирующим входом интегратора, второй выход - с общей шиной, второй вход - с вторым выводом конденсатора и вторым выводом первого резистора, первый вывод которого объединен с вторым выводом второго резистора.

15

in

ioij t2t3

Jdf

Un

П

Фиг. 2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник питания, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входа ми тензомоста, интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и является выходной шиной, первый и второй выходы формирователя импульсов соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, информационные входы первого и второго ключей объединены и соединены с первым выводом накопительного элемента, выполненного на конденсаторе, выход первого ключа соединен с первым входом тензомоста, выход второго ключа соединен с первым выводом первого токоограничивающего элемента, выполненного на резисторе, второй токоограничивающий элемент, выполненный на резисторе, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения, введены третий и четвертый токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, первые выводы которых объединены и соединены с инвертирующим входом интегратора, второй вывод третьего резистора является общей шиной, второй вывод четвертого резистора соединен с первым входом тензомоста, первый выход которого соединен с неинвертирующим входом интегратора, второй выход - с общей шиной, второй вход с вторым выводом конденсатора и вторым выводом первого резистора, первый вывод которого объединен с вторым выводом второго резистора.

   Составитель А.Титов Редактор И.Дербак Техред А. Кравчук Корректор 0. Кравцова Заказ 315/56 Тираж 928 Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

   Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4