SU851769A1 - Многоканальный преобразовательпАРАМЕТРОВ иНдуКТиВНыХ дАТчиКОВ ВОВРЕМЕННыЕ иНТЕРВАлы - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике.

Известно времяимпульсное устройство преобразования аналоговой информации в цифровую форму, содержащее устройство импульсного питания измери-⁵ тельной цепи, измерительную цепь, состоящую из дифференциального индуктивного датчика и двух образцовых резисторов, два устройства сравнения напряжений, селектор, генератор ^w импульсов заполнения и счетчик fl]. Однако данное устройство характеризуется низкой точностью, особенно при использовании малогабаритных датчиков, имеющих малую постоянную времени.

Наиболее близким.по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков во временные интервалы, содержащий источник питания, первый выход которого подключен к общей шине, а второй соединен с входами индуктивных датчиков, компаратор, первьй вход которого подключен к первому выводу образцового резистора, второй вход к первому выходу источника опорного напряжения, второй вывод образцового резистора и второй выход источника опорного напряжения подключены к общей шине, тактовый генератор, выход которого соединен с входом распределителя и входом I триггера, вход О которого подключен к выходу компаратора (2 ],

Однако наличие образцового резистора в измерительной цепи уменьшает величину постоянной времени и снижает реальную крутизну преобразования. Кроме того, на результат преобразования влияет число подключенных датчиков, которое особенно проявляется при большой длине линий связи датчик - преобразователь.

8517(

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков во 5 временные интервалы, содержащий источник питания, первый выход которого подключен к общей шине, а второй соединен с входами индуктивных датчиков, компаратор, первый вход которого под- 10 ключей к первому выводу образцового резистора, второй вход - к первому выходу источника опорного напряжения, второй вывод образцового резистора и второй выход источника опорного ‘на- 15 пряжения подключены к общей шине, тактовый генератор, выход которого соединен с входом распределителя и входом .**!** триггера, вход 0 которого подключен к выходу компаратора, введены ²⁰ униполярные транзисторы, управляющие ключи, ключи обратной связи, резисторы, операционный усилитель, источник смещения, источник стабильного напряжения, причем истоки униполярных ²⁵ транзисторов подключены к точкам соединения выходов индуктивных датчиков с входами ключей обратной связи; выходы которых подключены к инвертирующему входу операционного усили- ³⁰ теля, йеинвертирующий вход которого подключен к выходу источника стабильного напряжения, вход которого соединен со вторым выходом источника питания, выходы операционного усили- ³⁵ теля через управляющие ключи, подключены к точкам соединения затворов униполярных транзисторов с первьми выводами резисторов, вторые выводы которых подключены к первому выходу ⁴⁰ источника смещения, второй выход которого соединен с общей шиной, управляющие входы одноименных ключей обратной связи и управляющих ключей соединены между собой и с соответст- ⁴⁵ вующими выходами распределителя, а стоки униполярных транзисторов подключены к первому входу компаратора.

На чертеже приведена блок-схема _t предлагаемого устройства. ⁵⁰

Преобразователь содержит источник 1 питания, индуктивные датчики 2, униполярные транзисторы 3, истоки которых соединены с входами ключей 4 обратной связи, подключенных выходами к инвер- ⁵⁵ тирующему входу операционного усилителя 5, источник 6 стабильного напряжения, образцовый резистор 7, компара-/ >9 4 [тор 8, источник 9 опорного напряже^!ния, триггер 10, управляющие ключи II, входы которых подключены к выходу операционного усилителя 5, а выходы к точкам соединения затворов униполярных транзисторов с первыми выводами резисторов 12, вторые выводы которых подключены к выходу источника 13 смещения, тактовый генератор 14 и распределитель 15.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 4 и 1I разомкнуты, униполярные транзисторы заперты напряжением, подаваемым на затворы от источника 13 смещения через рёзисторы 12.

При преобразовании во временной интервал параметра датчика выбранного канала по импульсу тактового генератора 14 триггер 10 устанавливается в 1, напряжением с соответствующего выхода распределителя 15 замыкаются ключи 4 и II соответствующего канала. При этом оказывается замкнутой цепь отрицательной обратной связи системы, в которой выходной регулируемой величиной является напряжение на выходе датчика 2 данного канала. Напряжение с выхода этого датчика через ключ 4 подается на инвертирующий вход операционного усилителя 5, где сравнивается с напряжением на выходе источника 6 и отрабатывается операционным усилителем 5 таким образом, что потенциал на инвертирующем входе (с точностью до входного напряжения усилителя)становится: равным потенциалу на неинвертирующем входе.

Если остаточное напряжение на ключе 4 обратной связи равно нулю, что практически всегда выполняется при использовании в качестве ключа униполярного транзистора и малом входном токе операционного усилителя 5, то потенциал на выходе датчика, независимо от величины протекающего через него тока, равен потенциалу на инвертирующем входе операционного усилителя 5. Ток стока униполярного транзистора 3 равен току переходного процесса, возбуждаемого в датчике 2 напряжением, равным напряжению источника 6, и при условии, что униполярный транзистор находится в активной области, не зависит от сопротивления образцового резистора 7.

851769 6

При достижении напряжением на образцовом резисторе напряжения,равного опорному, триггер 10 по импульсу с выхода компаратора 8 сбрасывается в 0. Временной интервал, в течение 5 которого триггер находится в состоянии!, является выходной аналоговой величиной преобразователя и может быть известными методами преобразован в цифровой код. 10

Claims (2)

1. (54)МНОГОКАНАЛЬНА ИНДУКТИВНЫХ ДАТ ШТЕРВА Изобретение относитс  к измерительной технике и автоматике. Известно врем импульсное устройство преобразовани  аналоговой инфор14ации в цифровую форму, содержащее устройство импульсного питани  измери тельной цепи, измерительную цепь, состо щую из дифференциального индуктивного датчика и двух образцовых резисторов, два устройства срав-. нени  напр жений, селектор, генератор импульсов заполнени  и счетчик tlJ. Однако данное устройство характеризуетс  низкой точностью, особенно при использовании малогабаритных датчиков, имеющих малую посто нную времени. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому  вл етс  многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков во временные интервалы, содержгиций ис ,точник питани , первый выход которого ОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ОВ ВО BPEFBEHHHE .подключен к общей шине, а второй соединен с входами иедуктивных датчиков , компаратор, первьй вход которого подключен к первому выводу образцового резистора, второй вход к первому выходу источника опорного напр жени , второй вывод образцового рез1 стора и второй выход источника опорного напр жени  подключены к общей шине, тактовый генератор, выход которого соединен с входом распределител  и входом 1 триггера, вход О которого подключен к выходу компаратор 2 . 1)днако наличие образцового резистора в измерительной цепи уменьшает / величину посто нной времени и снижает реальную крутизну преобразовани . Кроме того, на результат преобразовани  вли ет число подключенных Датчиков, которое особенно про в .л етс  при большой длине линий св зи датчик - преобразователь. Цель изобретени  - повышение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков во временные интервалы, содержащий источ ник питани , первый выход которого подключен к общей шине, а второй соединен с входами индуктивных датчиков, компаратор, первый вход которого подключен к первому выводу образцового резистора, второй вход - к первому выходу источника опорного напр жени , второй вывод образцового резистора и второй выход источника опорного напр жени  подключены к общей шине, так товый генератор, выход которого соединен с входом распределител  и входо 1 триггера, вход О которого подключен к выходу компаратора, введены унипол рные транзисторы, управл ющие ключи, ключи обратной св зи резисторы , операционный усилитель, источник смещени , источник стабильного на пр жени , причем истоки унипол рных транзисторов подключены к точкам соединени  выходов индуктивных датчико с входами ключей обратной св зи; выходы которых подключены к инвертирующему входу операционного усилител , йеинвертирующий вход которого подключен к выходу источника стабильного напр жени , вход которого соединен со вторым выходом источника питани , выходы операционного усилител  через управл ющие ключи, подклю чены к точкам соединени  затворов унипол рных транзисторов с первьми выводами резисторов, вторые вьюоды которых подключены к первому выходу источника смещени , второй выход кот рого соединен с общей шиной, управл кщие входы одноименных ключей обратной св зи и управл ющих ключей соединены между собой и с соответствующими выходами распределител , а стоки унипол рных транзисторов подкл чены к первому входу компаратора. На чертеже приведена «лок-схема предлагаемого устройства. Преобразователь содержит источник I питани , индуктивные датчики 2, ун пол рные транзисторы 3, истоки котор соединены с входами ключей 4 обратно СВЯЗИ, подключенных выходами к инвер тирующему входу операционного усилит л  5, источник 6 стабильного напр же ни , образцовый резистор 7, компараTop 8, источник 9 опорного напр жени , триггер 10, управл ющие ключи И, входы которых подключены к выходу операционного усилител  5, а выходы к точкам соединени  затворов унипол рных транзисторов с первыми выводами резисторов 12, вторые выводы которых подключены к выходу источника 13 смещени , тактовый генератор 14 и распределитель 15, Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии ключи 4 и I1 разомкнуты, унипол рные транзисторы заперты напр жением, подаваемым на затворы от источника 13 смещени  через резисторы 12. При преобразовании во временной интервал параметра датчика выбранного канала по импульсу тактового генератора 14 триггер 10 устанавливаетс  в 1, напр жением с соответствующего выхода распределител  15 замыкаютс  ключи 4 и II -соответствующего . При этом оказываетс  замкнутой цепь отрицательной обратной св зи системы, в которой выходной регулируемой величиной  вл етс  напр жение на выходе датчика 2 данного канала. Напр жение с выхода этого датчика через ключ 4 подаетс  на инвертирующий вход операционного усилител  5, где сравниваетс  с напр жением на выходе источника 6 и отра-батываетс  операционным усилителем 5 таким образом, что потенциал на инвертирующем входе (с точностью до входного напр жени  усилител )становитс ) равным потенциалу на неинвертирующем входе. Если остаточное напр жение на ключе 4 обратной св зи равно нулю, что практически всегда выполн етс  при использовании в качестве ключа унипол рного транзистора и малом входном токе операционного усилител  5, то потенциал на выходе датчика, независимо от величины протекающего через него тока, равен потенциалу на инвертирующем входе операционного усилител  5. Ток стока унипол рного транзистора 3 равен току переходного процесса, возбуждаемого в датчике 2 напр жением, равным напр жению источника 6, и при условии, что унипол рный транзистор находитс  в активной области, не зависит от сопротивлени  образцового резистора 7. При достижении напр жением на образцовом резисторе напр жени  равного опорному, триггер 10 по импульсу с выхода компаратора 8 сбрасываетс  в О. Временной интервал, в течение которого триггер находитс  в состо нии ,  вл етс  выходной аналоговой величиной преобразовател  и может быть известными методами преобразован в цифровой код. Формула изобретени  Многоканальный преобразователь пар метров индуктивных датчиков во времен ные интервалы, содержащий источник питани , первый выход которого подключен к общей шине, а второй соёДине с входами индуктивных датчиков, компаратор , первый вход которого подключен к первому выводу образцового резистора, второй вход - к первому выходу источника опорного напр жени , ;второй вывод образцового резистора и второй выход источника опорного напр жени  подключены к общей щине, так товый генератор, выход которого соединен с входом распределител  и входом 1 триггера, вход О которого подключен к выходу компаратора, о тли чающий с   тем, что, с цел повьшени  точности, в него введены унипол рные транзисторы, управл ющие 8 9 /ключи, ключи обратной св зи, резис/торы , операционный усилитель, источник смещени , источник стабильного напр жени , причем истоки уиипол риых. транзисторов подключены к точкйм соединени  выходов индуктивных датчиков с входами ключей обратной св зи , выходы которых подключены к инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключеи к выходу источника стабильного напр жени , вход которого соединен со вторым выходом источника питани , выходы операционного усилител  через управл ющие ключи, подключены к точкам соединени  затворов унипо.л рных транзисторов с первыми выводами резисторов, вторые выводы которых подключены к первому выходу источиика смещени , второй выход которого соединен с общей шиной, управл ющие входы одноименных ключей обратной св зи и управл ю|цих ключей соедииены между собой и с соответствующими выходами распределител , а стоки унипол рных транзисторов подключены к первому входу компаратора. Источники информации. Прин тые во внимание при эк(пертизе 1.Авторское свидетельство СССР 177167, кл. в 05 6 7/08, 1965.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 364104, кл. Н 03 К 13/20, 1973 (прототип).