SU1543351A1 - Измерительный преобразователь неэлектрических величин с емкостным датчиком - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  измерени  параметров электрических цепей и служит дл  повышени  точности и быстродействи . Измерительный преобразователь неэлектрических величин с емкостным датчиком содержит дифференциальный конденсатор 4, предварительный усилитель 6 и синхронный детектор 8, причем средн   обкладка дифференциального конденсатора соединена входом предварительного усилител . Цель достигаетс  введением в преобразователь генератора синусоидального напр жени  1, линейного инвертора 2, двух сумматоров 4 и 5 и измерительного усилител , при этом выход генератора синусоидального напр жени  соединен с первым входом первого сумматора, со входом линейного инвертора и опорным входом синхронного детектора, выход линейного инвертора соединен с первым входом второго сумматора, выход первого сумматора соединен с первой крайней обкладкой дифференциального конденсатора, выход второго сумматора соединен со второй крайней обкладкой дифференциального конденсатора 4, выход предварительного усилител  6 соединен со вторым входом первого сумматора, со вторым входом второго сумматора, со входом измерительного усилител , выход измерительного усилител  соединен с сигнальным входом синхронного детектора, выход синхронного детектора  вл етс  выходом устройства. 1 ил.

Description

Выход

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, может использоватьс  дл  измерени  различных неэлектрических величин (перемещени , угла и т.д.) и предназначено дл  преобразовани  изменений коэффициента передачи дифференциального конденсатора под действием измер емой величины в изменении посто нного напр же- Q ни .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи  преобразовани  .

На чертеже изображена блок-схема из f 5 мерительного преобразовател .

Преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напр жени , линейный инвертор 2, первый сумматор 3 дифференциальный конденсатор , второй сумэд матор 5, предварительный усилитель 6, измерительный усилитель 7 и синхронный детектор 8, при этом выход генератора 1 синусоидального напр жени  соединен с первым входом первого суммато 25 ра 3, входом линейного инвертора 2 и опорным входом синхронного детектора 8, выход линейного инвертора 2 соединен с первым входом второго сумматора 5, выход первого сумматора 3 соединенно с первой крайней обкладкой дифференциального конденсатора 4, выход второго сумматора 5 соединен с второй крайней обкладкой дифференциального конденсатора Ц, средн   обкладка дифференци-,, ального конденсатора соединена с входом предварительного усилител  6, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора 3f вторым входом второго сумматора 5 и входом из- 40 мерительного усилител  7, выход которого соединен с сигнальным входом синхронного детектора 8. выход которого  вл етс  выходом устройства.

Преобразователь работает следующим 45 образом.

На крайние обкладки дифференциального конденсатора подаютс  противофазные напр жени : на первую крайнюю

обкладку с генератора 1 синусоидального напр жени  через сумматор 3, а на вторую крайнюю обкладку через линейный инвертор 2 и сумматор 5- На средней обкладке дифференциального конденсатора Ц по вл етс  некоторое синусоидальное напр жение, фаза которого определ етс  направлением разбаланса дифференциального конденсатора. Это напр жение прикладываетс  к входу инQ

5

5 о , 0

5

0

5

вертирующего предварительного усилител  6, охваченного двум  цеп ми отрицательной обратной св зи: первой цепью через первый сумматор 3 и верхнюю половину дифференциального конденсатора I, второй цепью через второй сумматор 5 и нижнюю половину дифференциального конденсатора 4. Благодар  высокому коэффициенту усилени  предварительного усилител  6 на его входе устанавливаетс  напр жение, близкое к нулю, за счет того, что выходное напр жение предварительного усилител  6 с помощью сумматоров 3 и 5 увеличивав f напр жение на половине дифференциального конденсатора с меньшей i

емкостью и уменьшает напр жение на половине дифференциального конденсатора

Ц с большей емкостью. Выходное напр 6° ...

при этом определ етс  выражением

U U . ° г С,+С2

С, -С, где - коэффициент передачи неЦ L2

нагруженного дифференциального конденсатора, за- питанного равными противофазными напр жени ми; U - амплитуда напр жени  на выходе предварительного усилител  6;

U г - амплитуда выходного нап- р жени  генератора 1 синусоидального напр жени ; С4 - емкость между первой крайней и средней обкладками дифференциального конденсатора 4;

С - емкость между второй крайней и средней обкладками дифференциального конденсатора Ь.

Таким образом получаетс  переменное синусоидальное напр жение, пропорциональное коэффициенту передачи дифференциального- конденсатора I, причем это напр жение с малой посто нной времени отслеживает изменени  коэффициента передачи дифференциального конденсатора , так как цепи обратной св зи предварительного усилител  6 не содержат инерционных звеньев.

Дл  измерени  малых неэлектрических величин (перемещений, углов и т.д.) переменное напр жение с предварительного усилител  6 усиливаетс  измерительным усилителем 7 переменного тока, что исключает вли ние дрейфа напр жени  смещени  на выходное напр жение измерительного преобразовател . Выходное переменное напр жение измерительного усилител  7 линейно детектируетс  синхронным детектором 8 и полученное посто нное напр жение  вл етс  выходным сигналом измерительного преобразовател . Это напр жение определ етс  выражением

U

вых

К„,. К

U

С -Ci

к

СД г С, +С2

де Киц - коэффициент усилени  измерительного усилител  7; коэффициент преобразовани  синхронного детектора 8; амплитуда генератора 1 синусоидального напр жени ; емкость между первой крайней и средней обкладками дифференциального конденсатора 4;

емкочсть между второй крайней и средней обкладками дифференциального конденсатора Ь;

tA

Ur - С. С ,

- коэффициент передачи ненагруженного дифференциального конденсатора, запитан- ного равными протифазными напр жени ми.

15 43351

Claims (1)

1. Формула изобретени  Измерительный преобразователь неэлектрических величин с емкостным датчиком, содержащий дифференциальный конденсатор, предварительный усилитель и синхронный детектор, причем средн   обкладка дифференциального конденсатора соединена с входом предверительного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  преобразовани , в него введены генератор синусоидального напр жени , линейный

   5 инвертор, два сумматора и измерительный усилитель, при этом выход генератора синусоидального напр жени  соединен с первым входом первого сумматора , входом линейного инвертора,

   0 опорным входом синхронного детектора,, выход линейного инвертора соединен с первым входом второго сумматора, выход первого сумматора соединен с первой крайней обкладкой дифференци5 ального конденсатора, выход второго сумматора соединен с второй крайней обкладкой дифференциального конденсатора , выход предварительного усилител  соединен с вторым входом первого

   о сумматора, вторым входом второго сумматора , входом измерительного усилител , выход измерительного усилител  соединен с сигнальным входом синхронного детектора, выход синхронного лег тектора  вл етс  выходом преобразо5

   вател .