SU1645920A1 - Емкостный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  уровн  криогенных жидкостей и других параметров с использованием емкостного датчика. Цель изобретени  - повышение точности измерений и улучшение массогабаритных характеристик емкостного преобразовател . Устройство содержит емкостный датчик 1 и образцовый конденсатор 2, которые составл ют два плеча измерительного моста, трансформатор 3 с полуобмотками 4 и 5, которые составл ют два других плеча измерительного моста. В качестве усилител  посто нного тока и генератора дл  формировани  пилообразного напр жени  используетс  интегральный операционный усилитель 13, работающий по принципу модул тор - демодул тор. В частности, в качестве такого усилител  может использоватьс  серийно выпускаема  микросхема К140УД13. Совмещение в интегральной микросхеме функций генератора и усилител  позвол ет повысить точность и уменьшить габаритные параметры устройства 1 ил. fe

Description

О

СЛ Ч)

ю о

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  уровн  криогенных жидкостей и других параметров с использованием емкостного датчика.

Цель изобретени  - повышение точности измерений и улучшение массога- баритных характеристик емкостного преобразовател .

На чертеже представлена схема емкостного преобразовател .

Устройство содержит емкостный датчик 1, образцовый конденсатор 2, трансформатор 3 с полуобмотками 4 и 5 с выходной обмоткой 6 и объемным витком 7, формирователь 8 пилообразного напр жени , состо щий из резистора 9 и конденсатора 10, шину 11 выходного сигнала, общую шину 12, усилитель 13 с генератором 14, демодул тором 15, модул тором 16 и усилителем 17, источник 18 опорного напр жени  посто нного тока, соединительные кабели 19 и 20.

Емкостный датчик 1 и образцовый конденсатор 2 включены в соседние плечи измерительного моста, два других плеча которого образованы двум  полуобмотками 4 и 5 трансформатора 3. Трансформатор 3 имеет объемный виток 7, соединенный с экранами соединительных кабелей 19 и 20 и  вл ющийс  экраном трансформатора 3. Объемный виток 7 соединен с полуобмотками 4 и 5 и с выходом формировател  8 пилообразного напр жени . Основной вход формировател  8 пилообразного напр жени  соединен с выходом источника 18 опорного напр жени . Выходные клеммы обмотки 6 питающего трансформатора 3 соединены с входами модул тора 16 интегрального операционного усилител  13,  вл ющимис  его дифференциальными входами . Выходы задающего генератора 14 соединены с управл ющими входами модул тора 16 и демодул тора 15. Выход модул тора 16 соединен с входом усилител  17, а выход демодул тора 15 - с управл ющим входом формировател  8 пилообразного напр жени . Выход интегрального операционного усилител  13 соединен с шиной 11 выходного сигнала. Точка соединени  емко-- стного датчика 1 и образцового конденсатора 2 соединена с общей шиной 12. Вывод резистора 9 служит входом формировател  8 и соединен с выходом источника 18 опорного напр жени , вывод конденсатора 10 соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом .

Ключевой элемент демодул тора 15 периодически открываетс  и закрываетс 

с частотой и скважностью, определ емыми задающим генератором 14. Происходит периодический зар д конденсатора 10 через резистор 9 и разр д через сопротивление открытого ключа демодул тора 15. В результате на выходе формировател  8 пилообразного напр жени  формируетс  требуемое пилообразное напр жение, поступающее на вход питани  измерительного моста. Использование емкостного датчика 1 и образцового конденсатора 2 исключает наличие посто нной составл ющей тока через полуобмотки 4 и 5 питающего трансформатора 3, сердечник которого благодар  этому не может быть насыщен.

На выходных клеммах обмотки 6 формируетс  напр жение разбаланса измерительного моста, пропорциональное разности емкостей датчика 1 и опорного образцового конденсатора 2. Это напр жение

подаетс  на вход интегрального усилител  13, где детектируетс , усиливаетс  и поступает на шину 11 выходного сигнала. Роль фазочувствительного детектора выполн ет модул тор 16.

В качестве интегрального операционного усилител  может использоватьс  серийно выпускаема  микросхема К140УД13.

35

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Емкостный преобразователь, содержащий источник переменного напр жени  и усилитель, а также емкостный датчик и образцовый конденсатор, которые включены в

   одни плечи измерительного моста, другие плечи которого образованы двум  полуобмотками трансформатора, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и уменьшени  массогабаритных характеристик , в него введен формирователь пилообразного напр жени , а в качестве источника переменного напр жени  и усилител  включен интегральный усилитель посто нного тока, выполненный по схеме модул тор демодул тор , при этом выходна  обмотка трансформатора подключена к дифференциальным входам усилител , выход демодул тора соединен с входом формировател  пилообразного напр жени , выход которого подключен к точке соединени  полуобмоток трансформатора.