SU773524A1 - Функциональный преобразователь сопротивлени в частоту - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измеритель ной технике и может быть использовано при построении широкодиапазонных изме рителей различных физических величин в случае применени  в качестве первич ных преобразователей резистивных датчиков , а также дл  линеаризации характеристик датчиков. Известен преобразователь сопротивлени  в частоту импульсов, содержащий последовательно соединенные усилитель генератор пилообразного напр жени , компаратор и преобразователь частоты в напр жение 1. Недостатком устройства  вл етс  низка  точность при узком динамическом диапазоне. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  преобразователь сопротивлени  датчика в частоту, содержащий два источника стабилизированного тока, выходы которых через переключатели соединены с образцовым и преобразуетмым динены с образцовым и преобразуемым сопротивлением, выход переключател , соединенный с преобразуемым сопротивлением , подключен к интегратору, выхо интегратора соединен со входом компаратора (схемы сравнени ), второй вход которого св зан с другим переключателем , выход компаратора соединен с управл ющими входами переключателей 2. Недостатком известного технического решени   вл етс  снижение точности при расширении динамического диапазона значений преобразуемого сопротивлени . Цель изобретени  - расширение динамического диапазона и функциональных возможностей преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в функциональный преобразователь сопротивлени  в частоту, содержащий два источника стабилизированного тока , выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго ключей, первый интегратор, вход которого соединен со входной клеммой преобразовател , а выход - с первым компаратором , источник опорного напр жени , выход которого соединен со вторым входом первого компаратора, введены второй интегратор, второй компаратор , третий ключ, RS-триггер, преобразователь напр жение-ток, выход которого подключен к входной клемме преобразовател , к которой также подключены вход третьего ключа и первый вход второго компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с одним входом RS-триггера, к другому входу которого подключен выход первого компаратора, выход RSтриггера соединен с управл ющими входами ключей, выходы первого и второго ключей соединены со входом второго интегратора, выход которого соединен со входом преобразовател  напр жениеток , выход третьего ключа соединен с выходом первого интегратора. На фиг.- 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2. - временные диаграммы, по сн ющие его работу. .. Преобразовательсостоит из источников тока 1 и 2, выходы которых через ключи 3 и 4 св заны с интеграто ром 5. Выход интегратора 5 подключен к преобразователю б напр жение-ток (ПНТ), выход которого, в свою очередь , соединен со входом интегратора 7 и с одним из входов компаратора 8, другой вход которого соединен с земл ной шиной. Вход и выход интегратор 7. соединены через ключ 9, а выход ин тегратора 7 подключен к одному из входов компаратора 10, другой вход которого соединен с источником опорн го напр жени  11 (ИОН), а выход - с одним из входов триггера 12, другой вход которого подключен к выходу ком паратора 8. Выход триггера 12 подклю чен к управл ющим входам ключей 3, 4 и 9, а также  вл етс  выходом устрой ства. Преобразуемое сопротивление 13 (Rj() подключаетс  к выходу ПНТ б. Преобразователь работает следующи образом. В исходном состо нии триггер 12 н ходитс  в таком положении при котором ключ 3 открыт, а ключи 4 и 9 закрыты . На вход интегратора 5 поступа ет опорный ток JQ . При этом напр же ние Ма выходе интегратора 5 измен ет с  по закону , С1) где k - коэффициент- преобразовани  интегратора 5; t - текущее врем . Напр жение М с выхода интегратора 5 поступает на вход ПНТ б. Выходной-ток ПНТ определ етс  соотношение

(2)

-ч-%7

где . коэффициент передачи ПНТ.

Ток ПНТ протекает по преобразуемому сопротивлению 13, при этом на сопротивлении 13 создаетс  падение напр жени 

(3)

v,.,

Подставл   в уравнению 10 значени  t из выражений (6) и (9) при ус- ловий 3{л I получают

j.-lJ 1 2LJoi.l , .

21

Claims (2)

1. Следовательно, выходна  частота 65 преобразовател  пропорциональна корню. Данное напр жение поступает на вход интегратора 7, на выходе которого напр жение измен етс  по закону ( где koj - коэффициент передачи интегратора 7. Процесс продолжаетс  до момента времени t , определ емого по срабатыванию компаратора 10, т. е. по моменту равенства напр жений V,tV 2 % ) где VCH выходное напр жение ИОН 11. Подставл   в уравнение (4) значени  из уравнений (1)-(3), получают , В момент времени t сигналом с выхода компаратора 10 опрокидываетс  триггер 12. При этом ключ 3 закрываетс , а ключи 4 и 9 открываютс . В результате происходит разр д интегратора 7 , а на вход интегратора 5 подаетс  опорный ток Здп I противоположный по знаку току За-.- Напр жение на выходе интегратора 5 линейно уменьшаетс  и соответственно уменьшаетс  напр жение на преобразуемом сопротивлении 13 на прот жении времени t, определ емого по срабатыванию компаратора 8. При этом происходит опрокидывание триггера 12 и схема возвращаетс  в исходное состо ние. Далее процесс продолжаетс  аналогичным образом. Интервал времени t определ етс  из выражени  где V - падение напр жени  на сопротивлении 13 в момент времени t, . оГ 1 Ч ti. следовательно, vrЧастота следовани  импульсов на выходе преобразовател  определ етс  соотношением f -i/(,n2). квадратному из значени  преобразуем го сопротивлени  CVT,, где с const Указанное соотношение между вход сопротивлением и выходной частотой позвол ет обеспечить посто нную мощность , рассеиваемую на сопротивлении у, а также позвол ет осуществить сжатие динамического диапазона как по входному информативному сигналу V , так и по выходной частоте. Преимуществом устройства  вл етс  устранение аддитивной погрешности та ких блоков, как интегратора 5 и ПНТ. Последнее достигаетс  компарирование нулевого уровн  непосредственно на входе интегратора 7. Преобразователь может быть исполь зован дл  измерени  сопротивлений и линеаризации характеристик резистивных датчиков, в частности датчиков криогенных температур. Формула изобретени  Функциональный преобразователь со противлени  в частоту, содержащий два источника стабилизированного тока , выходы которых соединены соответ ственно со входгили первого и второго ключей, первый интегратор, вход котоpdro соединен со входной клеммой преобразовател , а выход - с первым компаратором, источник опорного напр жени , выход которого соединен со вторым входом первого компаратора, о тличающийс  тем, что, с це - лью расширени  динамического диапазона и функциональных возможностей преобразовател , введены второй интегратор , второй компаратор, третий ключ, RS-тркггер, преобразователь напр жение-ток , выход которого подключен к входной клемме преобразовател , к которой также подключены вход третьего ключа и первый вход второго компаратора , второй вход которого соединен с общей шиной, а выход с одним входом RS-триггера, к другому входу которого подключен выход первого компаратора, выход RS-триггера соединен с управл ющими входами ключей, выходы первого и второго ключей соединены со входом второго интегратора, выход которого соединен со входом преобразовател  напр жение-ток, выход третьего ключа соединен с выходом первого интегратора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 278253, кл. Н 03 К 13/02, 25.11.68.
2. 2.ABTOjpcKoe свидетельство СССР № 394935, кл. Н 03 К 13/02, 28.06.71 (прототип).

   ,,4 .,- .«.-;,- «

   «- i4 . ь .

   W

   t

   JnHT

   URI

   и.

   и.