SU1441330A1 - Частотно-импульсный функциональный преобразователь сопротивлени резистивного датчика - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при построении широкодиапазонных измерителей активного сопротивлени , дл  линеаризации характеристики резистивных датчиков. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани . При этом преобразование осуществл етс  обратно пропорционально зависимости частоты от квадратного, корн  из значени  сопротивлени  датчика . Это приводит к значительному уменьшению погрешности, вызванной вли нием паразитных емкостей. Преобразователь содержит источники 1 и 2 стабилизированного тока, ключи 3, 4 и 8, интеграторы 5 и 7, резистивный датчик 6, компараторы 9 и 12, источ-. ник 10 опорного напр жени , триггер 11 . 4 ил.1

Description

СО

оо

е. /

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при построении широкодиапа- зойных измерителей активного сопро- тивлени , дл  линеаризации характеристик резистивных датчиков.

Цель изобретени  - повьппение точности преобразовани .

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства , на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие его работу , на фиг. 3 - принципиальна  схема первого и второго интеграторов , а также показано подключение резистивного датчика к функциональному преобразователю, на фиг. 4 - подключение резистивного датчика по четырехпроводной схеме.

Преобразователь состоит из источ НИКОВ 1 и 2 стабилизированного тока выходы которых через первый и второ ключи 3 и 4 св заны с первым интегратором 5, выход которого подключен к первой клемме дл  подключени  резистивного датчика 6 (R), втора  клемма дл  его подключени  св зана с входом второго интегратора 7, через третий ключ 8 датчик св зан с выходом Ш тегратора 7 и одним из вх дов первого компаратора 9, другой вход которого подключен к источнику 10 опорного напр жени  (ИОН), а выход - к одному из входов RS-тригге ра I 1 . Другой вход триггера 1 1 сое- динен с выходом второго компаратора 12, один вход которого св зан с общей шиной, а другой - с первым вьгао дом резистивного датчика 6. Выход триггера 11 подключен к управл ющим входам ключей 3, 4 и 8, а также  вл етс  выходом устройства. Поз. 13 обозначена перва  клемма дл  подключени  датчика, а поз. 14 - втора .

Преобразователь работает следую- щим образом.

В исходном состо нии триггер 11 находитс  в таком положении, при котором ключ 2 открыт, а ключи 4 и закрыты. На вход интегратора 5 по- ступает опорный ток 1 . .Напр жение на выходе интегратора увеличиваетс  по линейному закону t

и, k, I 1„,- dt I,,. k,.t, (О

о

где козффициент преобразовани 

интегратора 5, t - текущее врем .

С выхода интегратора 5 через ре- зистивный датчик 6 протекает ток к входу интегратора 7, При этом к ре- зистивному датчику 6 прикладьюаетс  напр жение U, . Ток, протекающий через резистивный датчик 6, определ етс  выражением

и,

RV

U2)

т

X

R.

(3)

Выходное напр жение интегратора 7 измен етс  по следующему закону: t

(4)

Ul Ч

jl,.dt.

где k, - коэффициент передачи интегратора 7.

- Процесс продолжаетс  до момента времени t, когда срабатывает компаратор 9. В этот момент

и,

и.

(5)

2. о

где DO - выходное напр жение ИОН 10. Подставл   в уравнение (4) значени , из уравнений (3).и (5), получают

. ( 2UoRv ,..

К KjXo,

в момент времени t, сигнал с выхода компаратора 9 переключает триггер 11, при этом ключ 3 закрываетс  а ключи 4 и 8 открьшаютс . В результате происходит разр д интегратора 7, а на вход интегратора 5 подаетс  опорный ток Igj, противоположный по знаку току Ig, . Напр жение на выходе интегратора 5 линейно уменьшаетс  и соответственно уменьшаетс  напр жение на резистивном датчике 6. Это продолжаетс  на прот жении интервала времени t. Момент t определ етс  по срабатыванию компаратора 12.

Сигнал с выхода компаратора 12 переключает триггер 11, и схема возвращаетс  с исходное состо ние. Далее процесс повтор етс  аналогичным образом.

При справедливо равенст- во

tj, t,

(7)

Частота следовани  импульсов на выходе преобразовател  определрет- с  соотношением

t,+

(8)

Подставл   в (8) значени  t, и из уравнений (6) и (7) получают

k г lot

Ч|

(9)

2и„Кх

Следовательно, выходна  частота преобразовател  обратно пропорциональна квадратному корню из значени  преобразуемого сопротивлени : k

f

где k - посто нна .

Повьппение точности преобразовани  достигаетс  за счет изменени  реализуемой устройством функциональной

зависимости f --. Основным техниК

ческим преимуществом устройства  вл етс  значительное уменьшение вли ни  паразитных емкостей измерительной цепи и соединительных проводов, которое осуществл етс  вследствие того, что в предлагаемом устройстве максимальному значению сопротивлени  R резистивного датчика соответствует минимальное значение частоты из менени  напр жени  на датчике и мини мальное значение частоты выходного сигнала (фиг. 2). В то же врем  при

-Zx

г г

L j

rfbfX.i

15

Д1330

больших значеР1и х R паразитное емкостное сопротивление R намного больше сопротивлени  R и вносит ве сьмг с незначительную погреитность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Частотно-импульсный функциональный преобразователь сопротивлени  10 резистивного датчика, содержащий два источника стабилизированного тока, выходы которых соответственно через первый и второй ключи подключены к входу первого интегратора, второй ий- тегратор, вход которого через тре- тий ключ соединен с его выходом и первым входом первого компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напр жени , а выход - с первым входом RS-триггера, выход которого,  вл ющийс  выходом устройства, подключен к управл ющим входам первого, второго и третьего ключей, а второй вход соединен с выходом второго компаратора, первый вход которого соединен с общей шиной , отличающийс.  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , первой клеммой дл  подключени  исследуемого датчика  вл етс  выход первого интегратора и вход второго компаратора, а второй- вход второго интегратора.

   20

   25

   30

   Л

   уГРгГ

   J1S6/XJ

   Риг.г