SU1138384A1 - Емкостно-электронный преобразователь перемещени в напр жение - Google Patents

Abstract

.ЕМКОСТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ , содержащий генератор импульсов, первый ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединени  катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, .подключенньй к точке соединени  анода диода и резистора второй диоднорезисторной цепи, и сумматор, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , генератор импульсов выполнен с двум  противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управл ющий вход которого подключен к второму выходу генератора , а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, (Л выход положительной пол рности которого соединен с входом первого с ключа, выход отрицательной пол рности - с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот. со 00 со эо 4

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и модет быть исполь вано в измерител х перемещений. Известно устройство дл  измерени перемещений, содержащее емкостный датчик, генератор импульсов , электр ный ключ, две диодно-резисторные цеп и регистратор lj . Недостатком данного устройства  вл етс  невысокай точность измерени обусловленна  нелинейностью характеристики преобразовани . Наиболее близким к изобретению п технической сущности  вл етс  емкостно-электронный преобразователь перемещени  в напр жение, содержащий генератор импульсов, первый ключ, управл ющий вход которого под ключен к выходу генератора импульсо первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичньш преобразователь, подключенный к точке соединени  катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких часто к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, кон денсатор, подключенный к точке соединени  анода диода и резистора вто рой диодно-резисторной цепи и сумматор zj. Однако известное устройство характеризуетс  недостаточно высокой точностью измерени , обусловленной вли нием дрейфа нул  сумматора, включенного в цепь обратной св зи. Цель изобретени  - повышение точ ности преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в емкостно-электронном преобразователе перемещени  в напр  жение , содержащем генератор импульсов , первый ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резис торную цепь, анод диода которой под ключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединени  кат да диода и резистора первой диоднорезисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединени  анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи, и сумматор, генератор импульсов выполнен с двум  противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управл ющий вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной пол рности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательнЪй пол рности - с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход .которого подключен к выходу фильтра низких частот. На чертеже при,зедена блок-схема емкостно-электронного преобразовател  перемещени  в напр жение. Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 ключи, подключенные входами к противофазным выходам генератора 1, первую диодно-резисторную цепь в виде диода 4 и резистора 5, вторую диодно-ре- зисторную цепь в виде диода 6 и резистора 7, емкостный преобразователь В, подключенньй к точке соединени  катода диода 4 и резистора 5, конденсатор 9, подключенный.к точке соединени  анода диода 6 и резистора 7, фильтр 10 низких частот, к входу которого подключены резисторы диодно-резисторных цепей и сумматор 11, первый вход которого подключен к выходу фильтра 10 низких частот, Емкостно-злектронный преобразователь работает следующим образом. На входы ключей 2 и 3 поступают разнопол рные управл ющие импульсы напр жени  с выходов генератора 1 импульсов, и на выходах ключей 2 и 3 формируютс  соответственно импульсы напр жени  положительной и отрицательной пол рности. Емкостный первичный преобразователь 8 запитываетс  положительными пр моугольными импульсами с выхода ключа 2. При этом в точке соединени  диода 4 и резистора 5 формируютс  импульсы напр жени  с длительностью спада, определ емой посто нной времени цепи разр да емкостного первичного преобразовател  8, и с амплитудой, определ емой напр жением на шине питани  ключа 2. В точке соединени  диода 6 3 и резистора 7 формируютс  отрицатель ные импульсы напр жени  с длительностью спада, определ емой посто нной времени цепи разр да конденсатора 9, и с амплитудой, определ емой напр жением на шине питани  ключа 3 При равенстве сопротивлений нагрузок и питающих напр жений инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой, идентичности параметров диодно-резисторных цепей и оптимальной емкости конденсатора 9, напр жение на выходе фильтра 10 низких частот пропорционально среднему значению суммы импульсных напр жений на емкостном первичном преобразователе 8 и конденсаторе 9 и равно . где V . - напр жение на выходе фильтра 10 низких частот; К - коэффициент пропорциональности; 5 площадь электродов емкост84 ного первичного преобразовател ; Г - диэлектрическа  проницаемость; У - измер емое перемещение; i - частота импульсов генератора 1; напр жение на выходах инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой. При достаточно большом коэффициенте усилени  сумматора 11 разность напр жений на его входах близка к нулю, поэтому можно прин ть ,Q Vp , тогда перемещение х равно x Vo l2Изобретение позвол ет повысить точность измерени  перемещений за счет исключени  элементов, внос щих погрешность из цепи обратной св зи, а также за счет использовани  общего фильтра низких частот дл  двух плеч моста;

LjL

Claims (1)

1. ЕМКОСТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диоднорезисторной цепи, и сумматор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования _? генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генерато ра, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной полярности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательной полярности - с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот.

   £ сл с со оо со 00

   4^

   1 1138384