SU1448293A1 - Электрометрический преобразователь зар да - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электро™ измерительной технике и может быть Использовано дл  преобразовани  выходных сигналов с пьезоэлектрических датчиков ускорений, вибраций и давлений , а также дл  контрол  параметров высокоомных цепей.

Цель изобретени  - повышение точности хранени  преобразованного сиг- нал а,

: На фиг,1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство содержит усилитель за- .р да 1, включающий в себ  электрометрический усилитель 2 с интегрирую щим конденсатором 3 в цепи обратной ;св зи, подключенный между входом и выходом устройства, а также усилитель посто нного тока 4,, блок 5 слежени -хранени , первый резистор 6, : таймер 7, первый и второй диоды 8 и 9, первую и вторую оптоэлектронные пары 10 и 11, второй резистор 12 и аналоговый ключ 13, выполненньй,например , на полевом транзисторе или Оптроне. Оптоэлектронна  пара 10 включает в себ  излучающий элемент

14,например светодиод, и фотодиод

15,в качестве которого использован эмиттерный переход транзистора в фо- тогальваническом режиме. Оптоэлект- ронна   пара 11 включает в себ  излучающий элемент 16 и фотодиод 17 и вьиолнена аналогично первой.. К входу усилител  зар да 1 подключены

анод фотодиода 15 и катод фотодиода 17, а к выходу - вход усилител  4. Выход усилител  4 через последовательно соединенные блок 5 слежени - хранени  и резистор 6 соединен с анодом диода 8 и катодом диода 9, Вход управлени  ключа 13 и вход за- пуска таймера 7 присоединен к шине Сброс. К выходу таймера 7 подключены шина Готовность и вход управлени  блока 5 слежени -хранени ,котрый может быть выполнен в виде посл довательно соединенных аналог.о-циф- рового и цифроаналогового преобразователей . Катод первого и анод второго фотодиодов 15 и 17, первый вывод резистора 12 присоединен к первому выводу ключа 13,, Вторые выводы резистора 12 и ключа 13 присоединены соответственно к общей шине и к выходу усилител  4. Анод элемента 14

подключен к катоду диода 8, а катод к общей шине. Катод элемента 16 подключен к аноду диода 9, а анод - к общей шине.

Устройство работает следую01;им образом .

До начала измерений (после подачи питани  на схему) ключ 13 разомкнут . Выходное напрйжение усилител  1 и (фиг.2 а) имеет отличное от нулевого , значение и определ етс  величиной приведенного напр жени  смещени  нул  электрометрического усилител  2. Выходной сигнал усилител  зар да 1 усиливаетс  усилителем посто нного тока 4 в К раз, причем , и поступает на вход блока 5 слежени -хранени . Блок 5 находитс  в состо нии хранени  аналогового сигнала, его начальное выходное напр жение после лодачи напр жени  питани  и отсутствии управл ющего сигнала близко нулю. В цепи резистора б ток практически отсутствует. После подачи команды управлени  на вход Сброс (фиг.2 б), запускаетс  таймер 7, выходной сигнал Ил, (фиг.2в) которого переводит блок .5 в режим слежени . Начинает протекать ток в. цепи резистора 6. В зависимости от пол рности выходного тока блока 5 он протекает либо через излучающий элемент 14 либо через излучающий элемент 16, В течение длительности импульса сброса ключ 13 замкнут,при этом в течение интервала времени t-i-tii усилитель зар да 1 охватываетс  нелинейной отрицательной обратной св зью, элементами которой  вл ютс  фотодиоды 15 и 17, конденсатор 3 быстро разр жаетс  вследствие небольшого дифференциального сопротив- ле1та  пр мосмещенного сопротивлени  фотодиода до уровн  напр жени , при котором запираютс  р-п-переходы фотодиодов 15 и 17 оптопар 10 и П. Начина  с момент и. времени t , фотодиод - приемник излучени , например фотодиод 17, .генерирует компенсационный ток- с пол рностью, обратной пол рности тока, интегрирование которого вызвало по вление текущего выходного напр жени  усилител  зар да 1. Начина  с момента времени t, выходное напр жение U усилител  зар да 1 уменьшаетс  за счет интегрировани  компенсационного тока и к моменту времени, т.е. к концу интерпала времени t,-t,,, формируемого таймером 7 выходное напр жение U усилител  зар да 1 .определ етс  ошибкой статизма контура компенсации тока смещени  и составл ет доли милливольта. После окончани  интервала времени, формируемого таймером 7, блок 5 переходит в режим хранени , при этом на его выходе присутствует напр жение, ко- торое преобразуетс  резистором 6 в ток, протекающий через-один из излучающих элементов 14 или 16, при этом соответствующий фотодиод 15 или 17 генерирует компенсационный ток, по- л рность которого противоположна пол рности тока смещени  усилител  зар да , во врем  преобразовани  входных сигналов, т.е. в течение рабочей стадии функционировани  устройства. В момент времени t/( на вход электрометрического преобразовател  зар да поступает входной сигнал 1 (фиг.2г) который интегрируетс  конденсатором 3, Выходное напр жение Uj усилител  зар да 1 имеет знак, противополож- ньм знаку входного сигнала TX.

.При хранении преобразованного сигнала Сэтот режим характерен дл  ква- зистатической градуировки пьезоквар- цевого датчика давлени ) разр д конденсатора 3 происходит за счет сопротивлени  утечки входной цепи преобразовател  .из-за конечного коэффициента усилени  Ко с разомкнутой пет- лей обратной св зи электрометрического усилител  2, а также из-за конечного сопротивлени  изол ции интегрирующего конденсатора 3, но не зависит от сопротивлени  утечки аналогового ключа 13, что повышает точность хранени  преобразованного

сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Электрометрический преобразователь зар да, содержащий усилитель зар да, на электрометрическом усили - теле с интегрирующим конденсатором в цепи обратной св зи, вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу устройства, выход устройства через последовательно включенные усилитель, посто нного тока, блок слежени -хранени  и первый резистор соединен с анодом первого и катодоь{ второго диода, таймер, вход управлени  которого соединен с входом управлени  аналогового ключа и щиной Сброс, а выход - с входом управлени  блока слежени - хранени , анод излучающего элемента первой оптоэлектронной пары соединен с катодом первого диода, а катод подключен к общей щине, катод излучающего элемента второй опто- электронйой пары соединен с анодом второго диода, а анод подключен к общей шине, анод фотодиода первой оп тоэлектронной пары и катод фотодиода второй оптоэлектронной пары подключены к входу усилител  зар да., катод фотодиода первой оптоэлектройной пары соединен с анодом фотодиода второй оптоэлектронной пары отличающийс  тем,. что,: целью повышени  точности хранений преобра- зованаого сигнала в него введен второй резистор, причем.катод фотодиода первой оптоэлектронной пары подклю- чен к выходу усилител  -посто нного тока через аналоговый ключ, а к общей шине - через второй резистор.

   I//

   Фие.2