SU1372247A1

SU1372247A1 - Устройство дл преобразовани параметров датчика в скважность импульсов

Info

Publication number: SU1372247A1
Application number: SU813371787A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Мартяшин; Владимир Иванович Чернецов; Игорь Николаевич Фролов; Сергей Анатольевич Зимин
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1988-02-07

Abstract

Устройство дл преобразовани параметров датчика в -кважность импульсов относитс к области измерительной техники, может быть использовано при измерени х неэлектрических величин с помощью датчиков, включенных по схеме двухполюсника, и позвол ет повысить точность преобразовани , а также расширить диапазон возможных изменений параметров датчика. Устройство содержит измерительный преобразователь с датчиком, масштабирующий блок и две схемы сравнени , соединенные с выходным триггером, и обеспечивает раздельное формирование длительностей импульса и паузы выходного сигнала в зависимости от величины активной и реактивной составл ющих сопротивлени датчика. 2 ил. СЛ

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при измерени х неэлектрических величин с помощью параметрических датчиков.

Цель изобретени - повышение точности преобразовани .

На фиг.1 показана электрическа схема устройства; на фиг.2 - времен- ные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит измерительный преобразователь 1, первый выход которого соединен с первыми входами двух схем 2 и 3 сравнени , выходы которых соединены с входами триггера 4. Вторые входы схем 2 и 3 сравнени соединены соответственно с выходами масштабирующего блока 5.

Измерительный преобразователь 1 выполнен на усилителе 6, выход которого вл етс первым выходом измерительного преобразовател 1. Датчик 7 соединен с выходом усилител 6 и другим выводом с двухполюсником 8, дру- РОЙ вывод которого соединен с входом усилител 6. Точка соединени датчика 7 и двухполюсника 8 образует второй выход измерительного преобразовател 1. Вход усилител 6 через двухполюс- ник 9 соединен с выходом первой схемы 2 сравнени .

Масштабирующий преобразователь 1 также выполнен на усилителе 10 и содержит делитель на резисторах 11 и 12 в цепи отрицательной обратной св зи , а вход усилител 10 через резистор 13 соединен с вторым выходом измерительного преобразовател 1,

Устройство работает следую цим об- разом.

Допустим, что датчик 7 с сопротивлением Хр выполнен по последовательной схеме замещени с активным R и индуктивным Lf параметрами.

Характер сопротивлени Х, первого двухполюсника 8 и сопротивлени X р2 второго двухполюсника 9 - катушек индуктивности L(j, на входе усилител 6 и Lo2 включенной последовательно с датчиком 7 в цепь ООС усилител 6, совпадает с характером сопротивлени L X.

При включении питани благодар наличию положительной обратной св зи на выходе схем 2 и 3 сравнени по вл ютс напр жени амплитудой U и U соответственно, например, отрицательные .

В этом случае сигнал усилител 6 описываетс выражением

u,,,(t).uBi-t.

04 Ьр,

Этот сигнал подаетс параллельно на входы схем 2 и 3 сравнени . Одновременно с второго выхода усилител 6 (с элемента L ) напр жение, описываемое вьфажением

птз)г

и ,

Lot

подаетс на вход масштабирующего блока 5, имеющего коэффициенты передачи п, дл сигнала, поступающего на второй вход схемы 2 сравнени , и п - дл схемы 3 сравнени . При этом,

Х(мам)

если п, п, (1+-), то в мент равенства Lк

uLiLll.u.uRi,.n (1) LOI i- oi Ь

срабатьгоает схема 3 сравнени , ;а в момент равенства

ubilb - -nRi ,

LO LO, 4 LO,

(2)

срабатывает схема 2 сравнени и смн ет пол рность выходного сигнала. Далее процесс повтор етс .

Из уравнений (1) и (2) получаем Т(п.-п Ьо2 Т 1 Гг 1 LX 1

4т- п п:г--1)

и т I

где Т г Т .

Если характер сопротивлени второго опорного элемента совпадает с сопротивлением R, элемента схемы замещени датчика, то в этом случа ( при п п, 1)

и С t) ubJi- u-Ji t

vnrs t; U t,

a на вход масштабирующего блока 5 подаетс сигнал

птз ( t.

Услови срабатывани схем 2 и 3 сравнени записываютс в виде

„Li..T R...,

-Of

LO,

,Ь1...,.

01

LO,

01

Откуда следует R«

Т / R;; 1

4Т ,

П д-П,

(3)

. -I.).

R,,(n,-n,)-4

Т т 4Т RoiCnj-n,)

С учетом вли ни конечного значени коэффи1р{ента усилени (А/с) усилител 6 услови равенства сигналов на входах схем 2 и 3 сравнени в случае двух двухполюсников Lg, и LQ после разложени экспоненциально составл ющей в р д Тейлора и ограничива сь двум членами разложени (как и ранее) записываютс в виде

UACLilLoil +yARxTxLoi(ll;A)

Uo, (1+A)+ci,-i-Loj

O(+A}+L +LOI

(1+A)+L +LoiP (4)

yAaj -t-L2;j)+yAI T,L HA) -

L( +A) +L ,+L p2 L оД 1 +A) +L ,

UAL

L d+Aj+L.+Lr,

Из уравнений (4) и (3) следует, что погрешность преобразовани от действи рассматриваемого фактора по параметру LX равна НУЛЮ, а по RX

УЬо1

Г 1+А Так, например, при Ly/L, 0,5 и А 10 у 0,0015%.

Аналогичным образом получаетс , что во втором случае, когда второй двухполюсник выбран R, данна погрешность преобразовани по параметру L равна нулю, а по периметру L примерно втрое меньше, чем в известном устройстве .

Погрешность от действи конечного значени входного сопротивлени и полосы пропускани усилител 6 в предлагаемом устройстве также значительн меньше по сравнению с известным.

При преобразовании параметров емкостного датчика, представл емого последовательной схемой замещени из RjC ,-элементов и включаемого в цепь ООС усилител 6 последовательно с двухполюсником R р2 и двухп(люсником Rp на входе усилител 6. получаем:

0

5

0

5

1

4Т

п, -п.

R

(п,-1)-

т (п,- ( г .л ,

-n),.

В случае, если второй двухполюсник

С р , а первый R д,, то при ,1

-T- I Dil2 2/Ci. „, Rj(Coi 4Т п,-п 4Т п.г-п7

Во всех рассмотренных случа х погрешность неидеальности усилител 6 также существенно снижаетс или устран етс полностью.

Таким образом, введение новых эле- MeHTOip - масштабирующего и второго двухполюсника с соответствующими изменени ми структуры устройства позвол ет устранить вли ние погрешностей, обусловленных неидеальностью параметров операционных усилителей, включаемых в измерительную схему, в частности параметров усилител 6.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл преобразовани параметров датчика в скважность импульсов , содержащее измерительный преобразователь , первый выход которого соединен с первыми входами двух схем сравнени , выходы которых соединены с входами триггера, а вторые входы первой и второй схем сравнени соединены соответственно с первым и вторым выходами масштабирующего блока, отличающеес тем, что, с целью повьщ1ени точности, масштабирующий блок выполнен в виде усилител с резистивным делителем в цепи отри- .цательной обратной св зи, причем выход усилител вл етс первым выходом масштабирующего блока, точка соединени резисторов делител вл етс вторым выходом масштабирующего блока, а вход усилител через резистор соединен с вторым выходом измерительного преобразовател , выполненного в виде усилител , к выходу которого, вл ющемус первым выходом измерительного преобразовател , подключен датчик, соединенный с двухполюсником, ченным другим выводом к входу усилител , причем точка соединени датчика и одного двухполюсника вл етс вторым выходом измерительного преобразовател , а вход усилител через другой двухполюсник соединен с выходом первой схемы сравнени .

Фиг.1

Фиг. I