SU684733A1

SU684733A1 - Преобразователь величины емкости конденсатора во временной интервал напр жени

Info

Publication number: SU684733A1
Application number: SU741987705A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Аксенов; Николай Михайлович Курносов; Гарри Захарович Солганик; Аркадий Иванович Троегубов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Теплоэнергетического Приборостроения "Теплоприбор"
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1979-09-05

Description

Изобретение относитс к преобразовател м одной физической величины в другую, а именно величины емкости конденсатора в длительность импульса напр жени , и может найти применение в измерител х электрических величин.

Известно устройство дл измерени величины емкости конденсатора, использующее преобразование ее величины во временной интервал напр жени , содержащее тактовый генератор , генератор пилообразного напр жени и компаратор 1 .

Однако это устройство имеет значетельную погрешность преобразовани , обусловленную вли нием а1ктивной составл ющей сопротивлени конденсатора.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, соединенный с входом генератора пилообразного напр жени , линейный усилитель с регулируемым козффициентом усилени , амплитудный компаратор , дифференциальный усилитель, сумматор напр жений, соединенный первым входом с источником опорного напр жени.ч, и измер емую емкость. Генератор пилообразного напр жени выполнен на разр дном транзисторном ключе, шунтирующем измер емую емкость, коллектор которого вл ете выходом генератора и .соединен через резистор и диод с выходом сумматора напр жений, а обща точка соединени диода и резистора через дополнетельный конденсатор соединена с выходом линейного усилител с регулируемым коэффищ1ентом, усилени , вход которого соединен с коллектором транзистора и входом амплитудного компаратора 2.

Однако зтот преобразователь имеет низкую точность преобразовани малых величин емкостей с большой активной составл ющей сопротивлени исследуемого емкостного элемента.

Цель изобретени - повышение точности преобразовател за счет исключени вли ни активной составл ющей сопротивлени измер емой емкости.

Claims

Это достигаетс тем, что в преобразователь дополнительно Введен амшиггудный детектор, соединенный через диффере11циа; ьный усшиггель с вторым входом сумматора напр жений, а вход амплитудного детектора соединен с входо амплитудного компаратора. Такой преобразователь позвол ет получить линейную зависимость между емкостью исследуемого конденсатора и длительностью выходноге импульса напр жени . На фиг. 1 изображена принципиальна электрическа схема преобразовател величины ем кости во временной интервал напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Преобразователь величины емкости конденса тора во временной интервал напр жени содержит генератор 1 тактовых импульсов, соединен ный с входом генератора 2 пилообразного напр жени , конденсатор 3 (Сд), линейный усилитель 4с регулируемым коэффициентом усилени , амплитудный компаратор 5( дифференциальный усилитель 6, амплитудный детектор 7 и сумматор напр жений 8. Генератор 2 пилообразного напр жени выполнен на разр дном транзисторном ключе Vi, коллектор которого вл етс выходом генератора и соединен через резистор из и диод Vj с выходом сумматора напр жений 8, а обща точка соединени диода Vj и резистора Rg через дополнительный конденсатор СI соединена с выходом линейного усилител 4, вход которого. соединен с кол лектором транзистора .Vj и входом амплитудного компаратора 5. Дополнительно введенный амплитудный детектор 7 соединен через дифференциальный усилитель 6 с вторым входом сумматора напр жений 8, а вход амплитудного детектора 7 соединен с входом амплитуд ного компаратора 5, На фиг. 2, а представлена временна диаграмма напр хсени на выходе генератора 1 тактовых импульсов, на фиг. 2, в - временны диаграммы на выходе генератора 2 пилообразного напр жени (bi) на выходе дифференци ального усилител 6 (bj), на фиг. 2, с - временна диаграмма на выходе компаратора. Преобразователь работает следующим образом .. От генератора 1 тактовых импульсов запускаетс генератор 2. В определенный момент времени линейно-измен ющеес напр жение на выходе генератора 2 достотает опорного напр жени (Upn) на компараторе 5, последний перебрасываетс в другое положение, так что на выходе компаратора 5 формируетс времен ной интервал, линейно-зависимый от величины емкости первичного преобразовател . Через врем t 5РзСд напр жение на выходе генера тора 2 практически перестает измен тьс . Величина этого напр жени определ етс соотношением между, значени ми сопротивлени утеч ки Йу емкостного элемента и зар дного сопротивлени Яз. Амплитудный детектор , 7 преобразует пилообразное напр жение в посто нное , линейно-зависимое от Ry, и подает его на первый вход дифференциального усилител 6, на второй вход которого подаетс опорное напр жение, соответствующее напр жению на выходе амплитудного детектора при Ry -со. Разностное напр жение с дифференциального усилител 6, несущее информацию о погрещности , вносимой в преобразование сопротивлением Ry, подаетс на сумматор напр жений 8, его выходное напр жение увеличиваетс и, следовательно, увеличиваетс зар дный ток конденсатора 3. Таким образом, линейный усилитель посто нного тока компенсирует изменение крутизны импульса пилообразного напр жени на входе компаратора 5, вызванное сопротивлением Ry емкостного датчика и обеспечивает независимость длительности выходного импульса от Ry. Испытани данного преобразовател показали , что максимальна погреишость преобразовател составл ет 0,7%. Благодар использованию вновь введенного амплитудного детектора и соответствующих функциональных св зей достигаетс уменьшение погрешности преобразовани величины емкости измер емого конденсатора во временной интервал напр жени . Если измер емый конденсатор вл етс датчиком , регистрирующим изменение внешних условий , то повышение точности измерений дает ощутимый экономический эффект от использовани изобретени . Формула изобретени Преобразователь величины емкости конденсатора во временной интервал напр жени , содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с входом генератора пилообразного напр жени , линейный усилитель с регулируемым коэффициентом усилени , амплитудный компаратор, дифференциальный усилитель, сумматор напр жений, соединенный первым входом с источником опорного напр жени , и измер емую емкость, причем генератор пилообразного напр жени выполнен на разр дном транзисторном ключе, шутирующем измер емую емкость, коллектор которого вл етс выходом генератора и соединен через резистор и диод с выходом сумматора напр женш, а обща точка соединени диода и резистора через дополнительный конденсатор соединена с выходом линейного усилител с регулируемым коэффициентом усилени , вход которого соединен с коллектором транзистора и входом амплитудного компаратора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности за счет

684733

исключени вли ни активной составл юшейИсточники информации,

сопротивлени измер емой емкости, в негоприн тые во внимание при экспертизе

дополнительно введен амплитудный детектор,. Шл ндин В. М, и др. Врем -импульсиос

соединенный через дифференциальный усилитель измерение RC-параметров, Измерительна тех с вторым входом сумматора напр жений, а вход амплитудного детектора соединен с вхоJD (QM амплитудного компаратора.

5 ника, № 11, 1968, с.45-48.
2. Авторское свидетельство СССР Г 207980, кл. Н 03 К 11/00, 1966.

Фиг.1

Вг.