Интегрирующий преобразователь разбалансатензомоста b интервал времени

 

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 834539

Союз Советсиик

Социалистичесиил

Реснублик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 08. 79 (21) 2819403/18-21 с присоединением заявки М (23 П р нори тет— (51)ттт. КЛ. .Ъ

Q 01 R. 1 7/! 0

Гасударственный комитет

СССР

II0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 02. 06. 81 (M) УДК 621.317. .733(088.8) (54) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗБАЛАНСА

ТЕНЗОМОСТА В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть йспользовано в системах автоматического контроля и в цифровых приборах специального и универсального назначения.

Известны интегрирующие преобразователи разбаланса тензомоста в интервал времени (1 1.

Однако в этих преобразователях питание тензомоста осуществляется пере менным напряжением, что приводит к возникновению погрешностей преобразования, обусловленных реактивными свойствами самого моста, а также паразитными емкостями соединительной кабельной линии . Известен также преобразователь, в котором реализуется обычный принцип двухтактного интегрирования, а для уменьшения влияния дрейфа нуля вводятся дополнительные корректирующие такты, в течение которых происходнт запоминание накопленного за определен2 ный интервал времени дрейфа нуля и последующий ввоп поправки в результат преобразования (2 ).

Недостаток преобразователя .— низкая точность.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, в состав,. которого входят два ключа модуляторй, два интегратора, неинвертирующий усилитель, блок сравнения, два ключа, генератор тактовых импульсов, блок управления (3 1.

Существенный недостаток известного устройства заключается в том, что в функцию преобразования входит коэффициент .передачи модулятора Кл, т.е. нредьявляются жесткие требования к коммутирующим:элементам модулятора и нестабильность параметров модулятора входит в результирующую погрешность преобразования.

Цель изобретения — повьппение точности преобразования.

39 4

1диагонали тензомоста, выход интегра45

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу схемы

Преобразователь содержит два ключа 1 и 2 модулятора, два интегратора 3 и 4, неинвертирующий усилитель 5, блок 6 сравнения, два ключа 7 и 8, генератор 9 тактовых импульсов, блок 10 управления, дифференциальный усилитель 11, конденсатор 12, сумматор 13 на резисторах и дополнительный ключ 1.4, причем входы ключей 1 и 2 модулятора соединены с вершинами измерительной

3 8345

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, соцержащий два ключа модулятора, два интегратора, неинвертирующий усилитель, блок сравнения, два ключа, генератор тактовых импульсов и блок управления, входы ключей модулятора соединены с вершинами измерительной диагонали тензомоста, выход первого интегратора соединен с входом неинвертирующего усилителя, 10 выход которого подключен к входу первого ключа, выход первого ключа соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с другим его входом через последовательно соеди- 15 ненные блок сравнения и второй ключ, выходы генератора тактовых импульсов и блока сравнения соединены с соответствующими входами блока управления, а управляющие входы всех ключей — с соответствующими выходами блока управления, введены дифференциальный усилитель, конденсатор, сумматор на резисторах и дополнительный ключ, причем неинвертирующий вход дифференциально- 25

ro усилителя заземлен, инвертирующий вход соединен с вершиной диагонали питания тензомоста, соединенной с источником питания, а другая вершина диагонали питания соединена с выходом диф- )O ференциального усилителя и одним из входов второго интегратора, выходы ключей модулятора соединены с неинвертирующим входом усилителя первого интегратора, инвертирующий вход которого З5 соединен с выходом первого ключа через сумматор на резисторах, второй вход .которого подключен к выходу дифференциального усилителя, конденсатор вклю-. чен между входом первого ключа и не- 40 инвертирующим входом усилителя первого интегратора, вход дополнительного клю-. ча соединен с выходом первого ключа, а выход заземлен. тора 3 соединен с входом неинвертирующего усилителя 5, выход которого подключен к входу ключа 7, выходом соединенного с входом интегратора 4,выход которого соединен с другим его входом через последовательно соединенные блок 6 сравнения и ключ 8. Выходы генератора тактовых импульсов 9 и блока 6 сравнения соединены с соответствующими входами блока 10 управления, а управляющие входы ключей I, 2, 7, 8 и 14 — с соответствующими выходами блока 10 управления, неинвертирующий вход дифференциального усилителя 11 заземлен, инвертирующий вход его соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста, на которую подано напряжение питания, другая вершина соединена с выходом дифференциального усилителя 11 и одним из входов интегратора 4. Выходы ключей 1 и 2 модулятора соединены с неинвертирующим входом усилителя интегратора 3, инвертирующий вход которого подключен к выходу ключа 7 через сумматор на резисторах 13, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 11,конденсатор 12 включен между неинвертирующим входом усилителя интегратора 3, вход дополнительного ключа 14 соединен с выходом ключа 7 а выход — заземлен.

Преобразователь работает следующим образом.

В момент времени t ключи 1 и 7 замкнуты, напряжение на выходе интегратора 3 равно нулю, на неинвертирующий вход усилителя интегратора 3 подается напряжение, значение которого равно б "и где U — напряжение питания тензомоста; относительное значение разбаланса моста.

На.инвертирующем входе усилителя интегратора 3 выходное напряжение сумматора 13 равно и

13 Rg +й

К моменту времени t . напряжение на выходе интегратора достигает значения

0 (Й )- Ме.са .Ь. gu t2 Е4

3 2 R Q Й -c> "с ° RgR ÈR4. i где R g R f) R< — параллельное соединеЭ ние резисторов R3, и, и

В момент времени t :ключ 7 замыкается и размыкается ключ 14, и выходное,.1S

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерений. М., "Энергия":

1976, с. 286-287.

2. Патент ФРГ Ф 2214602, ;кл. GOI Я 17/00, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2488446/21, кл. SOI R 17/10, от 23.11.77.

Формула изобретения

5 8-345 напряжение неинвертирующего усилителя 5 подается на сумматор 13, выходное напряжение которого равно

U (at>) = -"- - -"-" -. y

«UR UR

15 2 R>+Q Е К5 где U — напряжение насыщения усилителя 5.

К моменту времени у напряжение на выходе интегратора 3 достигает нулевого уровня, т.е. 1О

С этого момента на выходе усилителя 5 устанавливается напряжение обрат- ной связи

U5

Л+К + A К С 111 1а С

В момент времени Ь, переключается модулятор на ключах 1 и 2, замыкается ключ 14, размыкается ключ 7, и частный цикл преобразования повторяется.

Импульсы с выходов ключей 7 и 14 поступают на вход интегратора 4, процессы, происходящие на выходах интегратора 3, блока 6 сравнения и ключа 8 протекают аналогично соответствующим процессам в известном устройстве. Информативной величиной является разность выходных интервалов времени в примыкающих частных циклах преобра1

В предлагаемом йреобразователе влияния нестабильности параметра кпючей модулятора и нестабильности параметров кабельной линии, связывающей тензомост с преобразователем отсутствуют, так как указанные параметры не входят в функцию преебразования, в результате чего повышается точность преобра- у> зования.

$$

Интегрирующий преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени, 39 6 содержащий два ключа модулятора, два интегратора, неинвертирующий усилитель, блок сравнения, два ключа, гене ратор тактовых импульсов и блок управления, входы ключей модулятора соединены с вершинами измерительной диагонали текзомоста, выход первого интегратора соединен с входом неинвертирующего усилителя, выход которого подключен к входу первого ключа, выход первого ключа соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с другим его входом через последовательно соединенные блок срав-, нения и второй ключ, выходы генератора тактовых импульсов и блока сравнения соединены с соответствующими входами блока управления, а управляющие входы всех ключей - с соответствующими выходами блокауправления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены дифференциальный усилитель, конденсатор, сумматор на резисторах и дополнительный ключ, причем неинвертирующий вход дифференциального усилителя заземлен, инвертирующий вход соединен с вершиной диагонали питания тензомоста, соединенной с источником питания, а другая вершина диагонали питания соединена с вы" ходом дифференциального усилителя и одним из входов второго интегратора, выходы ключей модулятора соединены с неинвертирующим входом усилителя первого интегратора, инвертирующий вход KoTopbro соединен с выходом первого ключа через сумматор на резисторах, второй вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, конденсатор включен между входом первого ключа и неинвертирующим входом усилителя первого интегратора, вход дополнительного ключа соединен с выходом первого ключа, а выход заземлен.

834539

8 с

Составитель И. Бахтина

Редактор И. Ковальчук Техред А.Бабинец КорректофГ. Назарова

Заказ 4095/68 Тираж 732 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4