Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени содержит контакт 1 для подключения источника опорного напряжения, коммутатор 2 напряжения с выходом 3, входами 4 и 5, ключи 6,8 и 9, компаратор 7, усилители 10, 32, зажимы 11 и 12 для подключения преобразуемого резистора 13, контакт 15, активный интегратор 16, вход 17 и выход 18 интегратора, времязадающий резистор 19, зажимы 20 и 21 для подключения преобразуемого конденсатора 22, повторитель 23 тока, блок 29 управления, ключ 31, резисторы и контакты. Изобретение позволяет существенно повысить точность в широком диапазоне преобразуемых параметров за счет фиксированного размаха амплитуды перезаряда емкости при широком диапазоне изменения преобразуемых параметров. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (51)4 G 01 R 27/02

М ! ! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4229002/24.—.21 (22) 14. 04, 87 (46) 15.11.89. Бюл. Ф 42 (72) Л.И.Волгин и А.И.Зарукин (53) 621,317.73(088.8) (56) Драхсел P. Основы электроизмерительной техники: Пер. с нем,/Под ред. В.Ю.Конголовского. М.: Энергоиэдат, 1982, с. 253.

Авторское свидетельство СССР

Р 1218342, кл, С 01 R 27/02, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЧ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Преобразователь емкости и сопротивления в интервал вре2 мени содержит контакт 1 для подключения источника опорного напряжения, коммутатор 2 напряжения с выходом 3, входами 4 и 5, ключи 6,8 и 9, компаратор 7, усилители 10, 32, зажимы 11 и 12 для подключения преобразуемого резистора 13, контакт 15, активный интегратор 16, вход 17 и выход 18 интегратора, времязадающий резистор 19, зажимы 20 и 21 для подключения преобразуемого конденсатора 22, повторитель 23 тока, блок 29 управления, ключ 31, резисторы и контакты.

Изобретение позволяет существенно повысить точность в широком диапазоне преобразуемых параметров за счет фиксированного размаха амплитуды пе- Е реэаряда емкости при широком диапазоне изменения преобразуемых параметров.

1522120

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов.

Цель изобретения — повышение точности .преобразования.

На чертеже представлена структурная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит контакт 1 для подключения источника опорного напряжения, коммутатор 2 напряжения с выходом 3, первым 4 и вторым 5 входами, третий ключ 6, компаратор 7, первый 8 и второй 9 ключи, первый усилитель 10, первый 11 и второй 12 зажимы для подключения преобразуемого резистора 13 (R,), первый резистор

14 (R2), третий контакт 15 для подключения к шине заданного потенциала, активный интегратор 16 с входом 17 и выходом 18, включающий времяэадающий резистор 19 (R ), четвертый 20 и пятый 21 зажимы для подключения преобразуемого. конденсатора 22 (С), повторитель 23 тока с входом 24, средней точкой 25 и выходом 26, шестой контакт 27 для подключения нагрузки, коммутатор 2 напряжения выполнен на четвертом резисторе 28 и ключе 6, блок 29 управления, контакт 30 для подключения к источнику управляющего напряжения, четвертый ключ 31, третий усилитель 32, второй резистор 33 (К ) и третий резистор 34 (К4).

Преобразователь работает следующим образом.

Цикл преобразования устройства состоит из двух тактов. В начале первого такта напряжение на выходе активного

40 интегратора близко к нулю, а состояние ключей соответствует показанному на чертеже.

В качестве повторителя 23 тока должен быть использован неинверсный по- .

45 вторитель тока.

В первом такте работы зависимость напряжения от времени на конденсаторе 22 — Ut описывается выражением

11Е К Кз Ra R3 Е

Rî R R К! К4 Ro, .где Š— напряжение источника опорного. напряжения, подключенного к контакту 1.

Отсюда длительность первого такта

R Rç 55

С =- — К С.

R К

2 4

Прн достижении напряжением на выходе интегратора 16 напряжения Е выходное напряжение компаратора изменяет свое значение; Это приводит к тому, что ключи 6 и 8 размыкаются, а ключ

9 замыкаетсях

При этом напряжение на конденсаторе 22 описывается выражением

1 К2 Е К2 Е

U Å- — — - — dt=E- -- — -(t-t,).

СЗК К К„КС

При этом напряжение на конденсаторе 22 уменьшается от напряжения Е до нуля.

Отсюда длительность второго такта л К! .,— — R C

2 R о °

2 а длительность цикла преобразования т= + ° R C-— - (1+ — ). л л Ц R3

К2 К4 К

При R /К,=1 получают T=2R С-1.

1 \

Преобразователь может работать в двух режимах — в режиме с внешней синхронизацией (при этом запуск устройства осуществляется от внешних ! импульсов) и в .автоколебательном (фронты выходных импульсов синхронизируют последующие после преобразования устройством).

В режиме с внешней синхронизацией на контакт 30 подается синхронизирующий импульс, например, отрицательной полярности.

По переднему фронту этого импульса размыкается ключ 31 и конденсатор

22 начинает заряжаться. По окончании цикла Т работы устройства на контакте

27 получают положительный импульс, передний фронт которого является информационным параметром окончания периода преобразования.

При подаче на контакт 30 логического нуля устройство работает в режиме автоколебаний. При этбм происходит преобразование емкости и сопротивления в интервал времени, а напряжение на контакте 27 повторяет напряжение на выходе компаратора 7.

Использование преобразователя позволяет существенно повысить точность в широком диапазоне преобразуемых параметров за счет фиксированного размаха амплитуды перезаряда емкости при широком диапазоне изменения преобразуемых параметров. Амплитуда переэаряда конденсатора постоянна для любых значений емкостей и сопротивлений, что позволяет выбрать ее намного больше напряжения смещения компаратора, которое постоянно определяет пороги

1О

Формула изобретения

Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени, содержащий источник опорного напряжения, соединенный с одним из зажимов для подключения преобразуемого резистора, другой зажим для подключения преобразуемого резистора соединен с входом первого 20 усилителя и через первый резистор с выходом первого усилителя, активный интегратор, между выходом которого и общей шиной включены зажимы для подключения преобразуемого конденсатора, 25 первый и второй ключи, компаратор, один из входов которого соединен с выходом активного интегратора, выход - с одним из входом блока управления, другой вход которого соединен

Составитель Г.Рассмотрова

Техред И.яндык Корректор Т.Колб

Редактор А.Огар

Заказ 6955/42 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 15221 разряда-заряда конденсатора в обоих тактах и поэтому не ухудшает точность преобразования. Функция преоб-: разования как в первом, так и во вто-. ром такте не зависит от напряжения ис5 точника Е, что позволяет требовать от

/ него только кратковременной стабильности в течение двух тактов преобразования.

20 с источником управляющего напряжения, и коммутатор напряжения, включающий третий ключ, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены второй усилитель, второй и третий резисторы, при этом другой вход коммутатора напряжения соединен с шиной заданного потенциала, выход коммутатора напряжения соединен с другим входом компаратора, выход первого усилителя соединен с первым информационным входом второго ключа и через второй резистор с входом третьего усилителя, выход которого через третий резистор соеди-. нен с другим выводом второго резистора и непосредственно с первым информационным входом первого ключа, вторые информационные входы первого и второго ключей соединены с первым входом активного интегратора, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй вход блока управления соединен с выходным зажимом, а управляющие входы первого, второго и третьего ключей соединены с выходом Компаратора.