SU756629A1 - Преобразователь игналов параметрических датчиков 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области кодирования информации и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, использующих автоматическое или автоматизированное управ- 5 ление объектами с использованием датчиков переменного напряжения.

Известен преобразователь сигналов параметрических датчиков, работа которого основана на предварительном, К интегрировании опорного и измерительного сигналов в течение полупериода опорного сигнала с последующим их относительным кодированием [1] .

Недостатками преобразователя явля-Ц ются низкая помехоустойчивость, зависимость точности кодирования от фазового сдвига между опорным и измерительными сигналами, низкое быстродействие, необходимость дополнитель- 2( ного опорного датчика.

Цель изобретения - повышение точности, помехоустойчивости и быстродействия преобразователя.

Цель достигается тем, что в преоб-21 разователе сигналов параметрических датчиков, содержащем датчик, источник опорного напряжения, формирователи импульсов, аналоговые ключи, опорный интегратор, выход которого соединен 3(

2

с эталонным входом цифро-аналогового преобразователя, соединенного с первым входом' нуль-органа и.счетчиком импульсов, и измерительный интегратор, выход которого соединен с вторым входом нуль-органа, соединенного с измерительным входом цифро-аналогового преобразователя, при этом вход счетчика импульсов подключен к генератору ' импульсов, источник опорного напряжения соединен с входом датчика, аналоговым входом первого формирователя импульсов и через два аналоговых ключа с прямым и инверсивным входами опорного интегратора, выход датчика соединен с вторым формирователем им- , пульсов и через два аналоговых ключа с прямым и инверсивным входами измерительного интегратора.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 показаны временные диаграммы напряжений .

Преобразователь содержит параметрический· датчик переменного напряжения 1, аналоговые ключи 2 и 3, формирователи 4 импульсов в моменты . равенства нулю опорного и измерительного напряжений, аналоговые ключи 5, дифференциальные операционные усили3

756629

4

тели 6 и 7, включенные по схемам дифференциальных интеграторов (6 - интегратор измерительного напряжения, 7 интегратор . опорного · напряжения, у

которых инверсивный вход_ * ¹ - ’',

прямой ¹¹ + ' , счетчик 8 импульсов,· .

цифроаналоговый преобразователь 9, *

нуль-орган 10, генератор 11 импульсов.

Работает преобразователь следующим образом. , " .

В исходном состоянии ключи 2 и 3 разомкнуты, а ключи 5 замкнуты. По сигналу '‘пуск¹’ запускается генератор 11 импульсов и начинается занесение ймпульсов в счетчик 8. Последний включает формирователи' 4 импульсов, кото- 15 рые замыкают ключи 2 или 3 в зависимости от знака переменного напряжения; ключи 2, если знак отрицательный, ключи 3, если положительный; ключи 5 размыкаются. Таким образом, 20 на инверсивные входы интеграторов 6 и 7 поступают отрицательные значения сигналов, на' прямые входы - положительные. По прошествии отрезка времени, равного полупериоду сигнала, 25 счетчик 8 отключает формирователи и входные ключи размыкаются, · включается цифроаналоговый преобразователь 9, который при посредстве нуль-органа 10 кодирует сигнал интегратора измерительного напряжения 6, используя сигнал интегратора опорного напряжения 7 в качестве эталонного. По окончании'кодирования ключи 5 замыкаются и разряжают емкости С интеграторов. ^1,5

Процесс -.кодирования' представлен на фиг. 2, где 12 - опорное напряжение, 13 - измерительное напряжение. Начало Т, и окончание Т₂ интегрирования осуществляются без анализа- са- 40 мих Переменных напряжений и делятся половину периода по состоянию счетчика импульсов,. Значения интегралов 14 и 15 пропорциональны суммам площадей заштрихованных участков. Поскольку положительный сигнал подается на прямой вход, а отрицательный на инверсный (т.е. осуществляется синхронное детектирование), интеграл · пропорционален амплитуде сигнала независимо от момента начала интегрирования. По этой же причине точность преобразования не зависит от фазового сдвига обоих (измерительного и опорного) сигналов относительно друг друга. Собственно кодирование осуществля-55 ется за время Т₂ “ Ь' ^после чего замыкаются ключи 5 и интеграторы разряжаются.

Так как начало и конец- интегрирования определяются независимо от зна- 60

чения опорного или измерительного . напряжений по команде счетчика импульсов, то в случае наложения помех на сигнал никогда не происходит полной потери информации. Погрешность пропорциональна только площади помехи.

Переменный и постоянный фазовые сдвиги между 1)_оп и (Зц^не влияют на точность измерения.

Существенно повышается быстродействие преобразователя. Длительность кодирования несколько более половины периода независимо от того, ведется непрерывный или .эойз.одический опрос датчика. В случае использования датчика, не вносящего .фазового сдвига между опорным и измерительным сигналами (например, потенциометрического), время интегрирования может быть значительно (более чем на порядок)уменьшено . Минимальное время преобразования определяется тогда только инструментальными погрешностями аналоговых элементов.

Отпадает необходимость в опорном датчике. В качестве опорного напряжения берется непосредственно питающее датчик напряжение И_оП .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь сигналов параметрических датчиков, содержащий датчик, источник опорного напряжения, формирователи импульсов, аналоговые Ключи, опорный интегратор, выход которого соединен с эталонным входом цифроаналогового преобразователя, который соединен с первым входом нуль-органа и счетчиком импульсов, и измерительный интегратор, выход которого соединен с вторым входом нуль-органа, соединенного с измерительным входом цифроаналогового преобразователя , при этом вход счетчика импульсов соединен с генератором импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, помехоустойчивости и быстродействия, источник опорного напряжения соединен входом датчика, аналоговым входом первого формирователя импульсов и через два аналоговых ключа с прямым и инверсивным входами опорного интегратора, выход датчика соединен с вторым фор- мирователем и через два аналоговых ключа с прямым и инверсивным входами измерительного интегратора.