SU1522862A1 - Преобразователь параметров емкостного датчика в длительность электрических импульсов - Google Patents

Description

(46)

№ 2

15.01.91. Бюл.

(21)4401170/28

(22)01.04.88

(72) В.А.Сергеев

(53)531.717.55 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 750259,-кл. G 01 В 7/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

911133, к . G 01 В 7/00, 1982.

( (54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАЖТРОВ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Ш-ШУЛЬСОВ

(57)Изобретение относитс  к измерительной тех1шке и может быть использовано дл  преобразовани  неэлектри ческих величин в электрический сигнал, j например величины перемещени  в дли-

тельность электрических импульсов Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани  и упрощение . преобразовател . Напр жение на плечи первичного емкостного датчика преобразовател  Подаетс  от источника тока попеременно через ключи, управл - .емые также, как И два других ключа, подключенных параллельно конденсаторам датчика, .от триггера, на синхро- вод которого-поступают сигналы с компаратора . Один вход компаратора соединен с источником тока, а другой - с источником опорного напр жени . Формируемые сигналы на выходе триггера  вл ютс  выходными сигналами преобразовател . Гил.

i

(Л

с

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в системах контрол  и регулировани  в качестве преобразбвател  неэлектрических величин с емкостными датчиками в электрический сигнал например величины перемещени  в длительность электрических импуль - . сов.

Цель изобретени  - повьшение точности пр еобразовани  и упрощение преобразовател  за счет устра 1ени  неидентичности характеристик источника тока и исключени  элементов устройства .

На Ч(ерт1;же приведена структурна  схема пр.ч1Г р.-1:1опател  параметров емкостного Датчика в длительность электрических импульсов.

Преобразователь содержит компаратор .1, первичный емкостный датчик 2 с конденсаторами 3 и 4 в плечах, клю-- чи 5 и 6, включенные параллельно конденсаторами 3 и 4 датчика 2, ключи ;7 и 8, источник 9 тока, источник 10 опорного напр жени  и триггер 11. Ключи 7 и 8 с одной стороны подключены соответственно к конденсаторам 3 и 4, а с другой -.к выходу однопо- л рного 1сточника 9 тока и к одному из входов компаратора 1, нторой вход которого подключен к источнику 10 опорного напр жени . Выход компаратора 1 подключен к входу триг- гера 11, выход которот о подключен к управл ющим входам ключей 5 - 8 и  вл етсл информационным выходом преобразователЯо

Преобразователь работает следую- . щим образом,

В начальный момент-времени конденсаторы 3 и 4 разр жены. При включении йсточйика 9 на выходе триггера 11 по вл етс  либо высокий, либо низкий уровень напр жени , в зависимости от которого к источнику -9 тока подключен либо конденсатор 3, либо конденсатор 4 через соответствующие ключи 7 и 8. Если подключен конденсатор 3, то конденсатор 4 закорочен ключом 6, а если подключен конденсатор 4, то конденсатор 3 закорочен ключом 5. Дл  определенности предположим, что ста- бильный ток от исто Гника 9 зар жает конденсатор 3, т„е, при низком урон- не на выходе триггера 11 замкнуты ключи 6 и 7. Напр жение на Первом входе компаратора 1 линейно возрас- .тает в функции тока источника 9 тока - и емкости конденсатора 3 первичного да чика 2, Когда оно станет равным на-- пр жению на втором входе компаратора 1, величину которого задает источник 10 опорного напр жени , выходное напр жение компаратора 1 скачком ме-. н етс  с низкого уровн  на высокий. При этом положительный фронт выходного напр жени  компаратора 1 переводит триггер 11 в другое состо ние, при котором на его выходе возникает высокий уровень напр жени . Под Действием этого уровн  напр жени  ключи

5и 8 замыкаютс  5 а ключи б и 7 размыкаютс . И результате, конденсатор 3 начинает быстро разр жатьс  через сопротивление ключа 5, а конденсатор

4 начинает линейно зар жатьс  током источника 9 через замкнутый ключ 8, так как к этому моменту времени ключ

6разомкнут. При размыкании ключа 7 и замыкании ключа 8 напр жение на первом входе компаратора 1 скачком снижаетс  с.высокого уровн  зар женного конденсатора 3 до низкого (нулевого ) уровн  разр женного кондеиса- тора 4. Поэтому выходное напр жение

компаратора 1 также становитс  низ- icoro уровн . Однако отрицательный фронт этого напр жени  не вызывает изменени  состо ни  т риггера 11. Когда напр жение на конденсаторе 4, а следовательно, и на первом входе компаратора 1 становитс  равным напр жению на втором входе компарато- /

f

o 5 0 5 O

.Q

5

ра 1, выходное Напр жение еГо вновь принима«|Т высо кий уровень. При этом положительный фронт этого напр жени  переводит триггер 1 в следующее состо ние , при котором на его выходе возникает низкий уровень напр жени . Под действием этого уровн  напр жени  ключи 5 и 8 размыкаютс , а ключи 6 и 7 замыкаютс . В результате конденсатор 4 начинает быстро разр жатьй  через сопротивление ключа 6, а конденсатор 3 начинает линейно зар жатьс  током источника 9 через замкнутый ключ 7,. ; так как в это врем  ключ 5 р1азомкнут. При размыкании ключа 8 и замыкании ключа 7 напр жение на первом входе компаратора 1 скачком снижаетс  с высокого уровн  зар женного конденсатора 4 до низкого (нулевого) уровн  разр женного конденсатора 3. Поэтому выходное напр жение компаратора 1 также становитс  низкого уровн . Однако отрицательный фронт этого напр жени  не вызывает изменени  состо ни  триггера 11. По мере зар да конденсатора. 3 увеличиваетс  напр жение на Первом входе компаратора 1 до момента его ,сра.батывани . Таким образом, описанные процессы поззтор ютс , а на выходе триггера 11 генерируютс  пр моугольные импульсы, длительность которых св зана с 11араметрами емкостного датчика. Поскольку емкости С датчика 2 зар жаютс  током i от источника 9 стабильного тока до напр жени  U,o источника 10 опорного напр жени , то длительность зар да t определ етс  сдедующим выражением:

UjuQ.

Поэтому длительность импульсов

равна ..

а длительность пауз между импульсами

Если первичный емкостный датчик 2 содержит два дифференциальных вывода, с емкрст ми

Сэ-Сд+йС ;

С. С,- ЛС ,

Составитель И.Рекунова Редактор Н.Федорова Техред М.Ходанич

:3аказ 674

Тираж 379

ВНИИПИ Государственного комитета па изобретени м и открыти м при. ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Корректор М.Максимишинец

Подписное

Claims (1)

1. Формула изобретения оПреобразователь параметров емкостного датчика в длительность электри5 ческих импульсов, содержащий емкостный первичный датчик, ключи, включенные параллельно двум плечам датчика, и компаратор, к одному из входов ко- торого подключен источник опорного 10 напряжения, а к другому - источник тока, отличающийс я тем, ' что, с целью повышения точности пре- . образования, источник тока выполнен однополярным, а преобразователь снаб15 жен^вумя дополнительными ключами, подключенными с одной стороны к источнику тока и входу компаратора, а с другой - к соответствующему конт денсатору датчика, и триггером, счет.20 ныйвход которого соединен с выходом компаратора, а выход, являющийся выходом преобразователя, соединен с‘ • управляющими цепями ключей.