Claims (2)
3 частоты, причем выход последнего через интегратор соединен с одним из входов сумматора, другой вход которо соединен с выходом делител частоты другим входом фазового детектора, а выход сумматора соединен со входом управл емого генератора при этом вхо делител частоты соединен с выходом вспомогательного генератора и с одним из входов дополнительного фазового детектора, другой вход которого соединен с выходом фазового детектора , а выход - с входом фильтра низкой частоты. На фиг. 1 предоставлена функционал на электрическа схема предлагаемог преобразовател параметров емкостного датчика; на фиг. 2 - векторна диаграмма работы устройства. Устройство содержит резонансный контур 1 с включенным в него емкостным датчиком, резонансный контур 1 соединен с управл емым генератором 2 а также вспомогательный генератор 3, амплитудный детектор 4, соединенный с фазовым детектором 5, интегратор 6 делитель 7 частоты, дополнительный фазовый детектор 8, фильтр 9 .низкой частоты и сумматор 10. Устройство работает следующим образом . Собственна емкость емкостного датчика, включенного в резонансный контур 1, и индуктивность контура об разуют перестраиваемый резонансный контур, собственна частота которого определ етс величиной емкости датчика , а следовательно, емкость датчика определ ет положение пика (экстрело ма) резонансной кривой напр жени контура на частотной оси. Определение положени резонансного пика на оси частот производитс мето дом гармонического пробного сигнала. Синусоидальное опорное напр жениеUcn подаетс с вспомогательного генерато ра 3 через делитель 7 частоты на сум матор 10 и суммируетс с напр жением выхода интегратора б.Просуммированный сигнал поступает на управл елмй гене ратор 2, Напр жение, управл ющее с в хода управл емого генератора 2, равн Ugx -A cosSlt + A где А - амплитуда сигнала вспомо гательного генератора 3; 51 - частота выходного напр жени вспомогательного генератора 3; AQ - посто нна составл юща выходного напр жени интегратора б. Выходна частотаC(D,jp управл емого генератора намного меньше частоты управлени S1 вспомогательного rekepa тора 3. SI. Управл емый генератор 2 вл етс в этом случае безынерциальным пропориональным звеном, а его частота рава lU UJo4Ct)COSSlt, где Шд- посто нна составл.лоща выходной частоты управл емого генератора 2; 01) - амплитудное значение девиации выходной частоты управл емого генератора 2. На выходе резонансной системы, описываемой нормированной функцией rujoi относительное изменение амплитуды при расстройке дел относительно резонансной частоты (Л);, f - обобщенна расстройка резонансного контура с добротностьЮС) при отклонении текущего значени частоты (Л) от резонансной частоты оу. l- L oпри совпадении центральной частоты управл емого генератора 2 с резонансной частотой контура 1 продетектированное напр жение резонансного контура имеет только двойную частоту по отношению к частоте вспомогательного генератора 3, котора равна в этом случае 2fl. В случае рассогласовани центральной частоты управл емого генератора 2 и резонансной частоты контура 1 на выхоце резонансного контура 1 присутствуют как двухчастотные колебани , так и одночастотные, т.е. при совпадении выходное напр жение амплитудного детектора 4 записываетс в ви/е . а при рассогласовании Ugt,, u-vu,co9ftt 4U cos2Slt. В случае рассогласовани фазовый гол между а следовательо , UQ (опорное напр жение вспомогаельного генератора) периодически ме етс с частотой 2 Si , Изменение фаового угла определ етс при помощи ервого фазового детектора 5. При U О фазовый угол имеет пото нную составл ющую, случае и, О посто нна составл юща фазовоо угла равна нулю. Таким образ.ом, включение на выходе азового детектора 5 дополнительного азового детектора 8 позвол ет выдеить посто нную составл ющую фазового гла%,и Выходной сигнал фазового детектора фильтруетс фильтром 9 низких часот и подаетс на интегратор б. В слуае , если посто нна составл юща на 56 выходе фильтра 9 не равна нулю, что эквивалентно несовпадению центральной частоты управл емого генератора 2 с резонансной частотой контура 1, с интегратора 6 на yпpaвл e вJй генератор 2 поступает линейно-измен ющийс сигнал, который или увеличивает, или уменьшает (в зависимости от знака от клонени ) посто нную составл ющую Шд частоты выходного напр жени управп емого генератора 2, что вызывает смещение центральной Частоты управл емого генератора 2 и уменьшает до нул выходное напр жение фильтра 9. Это продолжаетс до совпадени центрапьной частоты управл емого генератора 2 с резонансной частотой контура 1. В этот момент посто нна составл юща на выходе фильтра 9 низких частот станет равна нулю, а с выхода интегратора 6 поступает посто нный сигнал, удержива управл емой генера тор 2 в настроенном на экстремум состо нии . В этом случае при изменении емкости датчика по вл етс новое рас согласование можду частотами, которо устран етс цепью. Формула изобретени Преобразователь параметров емкостного датчика, содержащий управл емый 1 генератор, соединенный с резонансным контуром, в который включен емкостной датчик, а резонансный контур соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с одним входом фазового детектора, а также вспомогатепьный генератор, отличающийс тем, что, с цепью повышени точности преобразовани , в устройство дополнительно введены интегратор , сумматс, делитель частоты, допапнительный фазовый детектор и фильтр низкой частоты, причем выход последнего через интегратор соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом делител частоты и другим входом фазового детектора , а выход сумматора соединен с входом управл емого генератора, при этом вход делител частоты соединен с выходом вспомогательного генератора и с одним из входов дополнительного фазового детектора, другой вход которого соединен с выходом фазового детектора , а выход - с входом фильтра низкой частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3716782, кл. 324-GOR, 13.02.73. 3 frequencies, the output of the latter through the integrator is connected to one of the inputs of the adder, the other input of which is connected to the output of the frequency splitter by another input of the phase detector, and the output of the adder is connected to the input of the controlled generator while the input of the frequency divider is connected to the output of the auxiliary generator and to one from the inputs of the additional phase detector, the other input of which is connected to the output of the phase detector, and the output to the input of a low-frequency filter. FIG. 1 provides functionality for an electrical circuit of the proposed capacitance sensor parameter converter; in fig. 2 is a vector diagram of the device operation. The device contains a resonant circuit 1 with a capacitive sensor included in it, a resonant circuit 1 is connected to a controlled generator 2 and an auxiliary generator 3, an amplitude detector 4 connected to a phase detector 5, an integrator 6 frequency divider 7, an additional phase detector 8, a filter 9 Low frequency and adder 10. The device operates as follows. The intrinsic capacitance of a capacitive sensor included in resonant circuit 1 and the inductance of the circuit form a tunable resonant circuit, the intrinsic frequency of which is determined by the capacitance of the sensor, and therefore the capacitance of the sensor determines the position of the peak (extremum) of the resonant voltage of the circuit on the frequency axis . The determination of the position of the resonant peak on the frequency axis is carried out using the harmonic test signal method. The sinusoidal reference voltage Ucn is fed from auxiliary generator 3 through frequency divider 7 to sum 10 and is summed with integrator output voltage B. The summed signal goes to control generator 2, the voltage controlling the running generator 2 to be controlled, equal Ugx - A cosSlt + A where A is the amplitude of the signal of the auxiliary generator 3; 51 is the frequency of the output voltage of the auxiliary generator 3; AQ is the constant component of the output voltage of the integrator b. The output frequency C (D, jp of the controlled oscillator is much lower than the control frequency S1 of the auxiliary rekator of torus 3. SI. The controlled oscillator 2 is in this case a non-invasive proporion link, and its frequency is equal to lU UJo4Ct) COSSlt, where Sd is constant. sucking the output frequency of the controlled oscillator 2; 01) is the amplitude value of the output frequency deviation of the controlled oscillator 2. At the output of the resonant system described by the normalized function rujoi, the relative amplitude change when detuning cases relative to the resonant frequency (L) ;, f is the generalized detuning of the resonant circuit with Q) the deviation of the current frequency value (L) from the resonant frequency oy. l- L when the center frequency of the controlled oscillator 2 coincides with the resonant frequency of circuit 1, the detected voltage of the resonant circuit has only a double frequency with respect to the frequency of the auxiliary generator 3, which in this case is equal to 2fl. In case of a mismatch between the center frequency of the controlled oscillator 2 and the resonant frequency of circuit 1, both dual-frequency oscillations and single-frequency oscillations are present at the output of resonant circuit 1. when coincident, the output voltage of the amplitude detector 4 is recorded in video / e. and with the mismatch Ugt ,, u-vu, co9ftt 4U cos2Slt. In the event of a mismatch, the phase head between the successively, UQ (reference voltage of the auxiliary generator) is periodically measured at a frequency of 2 Si. The change in the phase angle is determined using the first phase detector 5. At U О, the phase angle has a flux component, , О the constant component of the phase angle is zero. Thus, the inclusion at the output of the az detector 5 of the additional az detector 8 allows the constant component of the phase head to be emitted out, and the output signal of the phase detector is filtered by the filter 9 of low frequencies and fed to the integrator b. In the case, if the constant component at the 56 output of the filter 9 is not zero, which is equivalent to the center frequency of the controlled oscillator 2 not coinciding with the resonant frequency of the circuit 1, from the integrator 6 the linearly varying signal arrives, which either increases or decreases (depending on the cloning sign) the constant component Shd of the frequency of the output voltage of the controlled oscillator 2, which causes the center Frequency of the controlled oscillator 2 to shift and reduces the output voltage of the filter 9 to zero. This continues until the center frequency of the controlled oscillator 2 coincides with the resonant frequency of circuit 1. At this point, the constant component at the output of low-pass filter 9 becomes zero, and a constant signal comes from the output of integrator 6, keeping the controlled oscillator 2 tuned to extremum condition. In this case, when the capacitance of the sensor changes, a new agreement appears on the frequencies that are eliminated by the circuit. Claims A capacitance sensor parameter converter comprising a controlled 1 generator connected to a resonant circuit in which a capacitive sensor is connected, and a resonant circuit connected to an input of an amplitude detector, the output of which is connected to one input of a phase detector, as well as an auxiliary generator, characterized by that, with a chain of increase in conversion accuracy, an integrator, a summat, a frequency divider, an additional phase detector, and a low-frequency filter, the output of the latter is connected via an integrator to one of the inputs of the adder, the other input of which is connected to the output of the frequency divider and another input of the phase detector, and the output of the adder is connected to the input of the controlled generator, while the input of the frequency divider is connected to the output of the auxiliary generator and to one of the inputs additional phase detector, the other input of which is connected to the output of the phase detector, and the output - to the input of the low-frequency filter. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent 3,716,782, cl. 324-GOR, 13.02.73.
2.Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., Энерги , 1970, с. 18-20.2. Novitsky P. V. and others. Digital devices with frequency sensors. L., Energie, 1970, p. 18-20.