Ємнісний вимірювальний перетворювач з замкненою структурою та часовим представленням інформації

УКРАЇНА (19) UA (11,7262 (із, U (5i)7G01R27/22 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54, ЄМНІСНИЙ ВИМІРЮВАЛЬНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ З ЗАМКНЕНОЮ СТРУКТУРОЮ ТА ЧАСОВИМ ПРЕДСТАВЛЕННЯМ ІНФОРМАЦІЇ (21,20041109331 (22, 15 11 2004 (24, 15 06 2005 (46, 15 06 2005, Бюл № 6, 2005 р (72, Шабатура Юрій Васильович (73, Вінницький національний технічний університет (57, Ємнісний вимірювальний перетворювач з замкненою структурою та часовим представленням інформації, що складається з двох таймерів, перший з яких ввімкнений в режимі одновібратора, а в його часозадавальне RC-коло ввімкнений ємнісний сенсор, який відрізняється тим, що в нього введені формувач імпульсу запуску, схема суматора по модулю два і елемент затримки, причому другий таймер теж ввімкнений в режимі одновібратора, входи запуску обох таймерів з'єднані між собою і одночасно підключені до виходу формувача імпульсу запуску та до виходу елемента затримки, вхід якого з'єднаний з виходом схеми суматора по модулю два, вихід першого таймера з'єднаний з першим входом схеми суматора по модулю два, вихід другого таймера з'єднаний з другим входом схеми суматора по модулю два, вихід схеми суматора по модулю два і є виходом вимірювального перетворювача Корисна модель відноситься до вимірювальної техніки і може використовуватися для вимірювання та контролю фізичних величин Відомий вимірювальний перетворювач для ємнісного сенсора [Патент Російської Федерації № 2206887 G01 N27/22 опублікований 20 06 03] Винахід призначений для використання в вимірювачах вологості Він складається з задаючого генератора і двотактного підсилювального каскаду з вихідним трансформатором Для стабілізації напруги на трансформаторі в його конструкції передбачений ланцюг стабілізації Вихідним параметром даного перетворювача є струм споживання підсилювального каскаду Недоліком розглянутого вимірювального перетворювача є те, що він має значні похибки перетворення, які виникають через відсутність в його конструкції засобів компенсації дестабілізуючих факторів Відомий автогенераторний перетворювач впливу фізичної величини на резистивний сенсор в частоту [Вульвет Дж Датчики в цифрових системах/ Пер с англ М Энергоатомиздат, 1981 с 68-70] Він складається з електронного RCгенератора, у якому в часозадаюче RC-коло ввімкнений резистивний сенсор, опір якого змінюється під впливом фізичної величини Таким чином, при ЗМІНІ фізичної величини опір сенсора буде змінюватися, а це приведе до зміни частоти генерованого сигналу на виході генератора Недоліком розглянутого пристрою є звужені функціональні можливості, оскільки він здатний перетворювати впливи лише тих фізичних величин, для яких існують ВІДПОВІДНІ резистивні сенсори З відомих пристроїв найбільш близьким за технічною сутністю є вимірювач ємності [Коломберт ЕА Таймеры - М Радио и связь, 1983 с 65] Який складається з двох таймерів, перший з яких ввімкнений в режимі одновібратора, а в його часозадавальне RC-коло ввімкнений ємнісний сенсор Другий таймер ввімкнений в режимі мультивібратора і його ВИХІДНІ імпульси запускають перший таймер Таким чином діюче значення вихідної напруги першого таймера буде пропорційним значенню ємності сенсора Недоліком розглянутого вимірювача є низька точність перетворення, яка обумовлена відсутністю компенсації похибок, що виникають від впливу дестабілізуючих факторів В основу корисної моделі поставлена задача створення ємнісного вимірювального перетворювача з замкненою структурою та часовим представленням інформації в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається компенсація впливу дестабілізуючих факторів, що приводить до підвищення точності перетворення сч ш CM 7262 Поставлена задача вирішується тим, що в ємнісний вимірювальний перетворювач з замкненою структурою та часовим представленням інформації, що складається з двох таймерів, перший з яких ввімкнений в режимі одновібратора, а в його часозадавальне RC-коло ввімкнений ємнісний сенсор, який відрізняється тим, що в нього введені формувач імпульсу запуску, схема суматора по модулю два і елемент затримки, причому другий таймер теж ввімкнений в режимі одновібратора входи запуску обох таймерів з'єднані між собою і одночасно підключені до виходу формувача імпульсу запуску, та до виходу елемента затримки, вхід якого з'єднаний з виходом схеми суматора по модулю два, вихід першого таймера з'єднаний з першим входом схеми суматора по модулю два, вихід другого таймера з'єднаний з другим входом схеми суматора по модулю два, вихід схеми суматора по модулю два і є виходом вимірювального перетворювача На кресленні наведено структурну схему ємнісного вимірювального перетворювача з замкненою структурою та часовим представленням інформації Він складається з першого таймера 1, який ввімкнений в режимі одновібратора і в часозадавальне RC-коло якого ввімкнений ємнісний сенсор, який чутливий до ди вимірювальних величин, та другого таймера 2, який теж ввімкнений в режимі одновібратора, входи запуску обох таймерів з'єднані між собою і одночасно підключені до виходу формувача імпульсу запуску 3, та до виходу елемента затримки 5, вхід якого з'єднаний з виходом схеми суматора по модулю два 4, вихід першого таймера 1 підключений до першого входу схеми суматора по модулю два 4, вихід другого таймера 2 підключений до другого входу схеми суматора по модулю два 4, вихід схеми суматора по модулю два 4 і є виходом вимірювального перетворювача Ємнісний вимірювальний перетворювач з замкненою структурою та часовим представленням інформації працює наступним чином Вимірювальне перетворення розпочинається з того моменту, коли формувач імпульсу запуску З формує короткий стартовий імпульс, який одночасно поступає на входи запуску таймерів 1 і 2, в результаті чого вказані таймери, які ввімкнені в режимі одновібраторів починають формувати ВИХІДНІ імпульси, причому тривалість вихідного імпульсу першого таймера 1 буде визначатися не лише внутрішніми параметрами але і величиною впливу на ємнісний сенсор вимірюваних величин Тривалість вихідного імпульсу таймера 2 не буде залежати від вимірюваних величин, оскільки він повинен бути екранованим від їх впливу Таким чином таймер 2 буде створювати опорний канал для компенсації ди завад, які в однаковій мірі будуть впливати на обидва таймери Вихідні імпульси з таймерів 1 і 2 будуть надходити ВІДПОВІДНО на перший та другий входи схеми суматора по модулю два 4, в результаті чого на його виході буде сформований імпульс тривалість якого буде визначатися виключно впливом вимірюваних фізичних величин на ємнісний сенсор Оскільки вихід суматора по модулю два 4 з'єднаний з входом елемента затримки 5, а його вихід з'єднаний з входами запуску таймерів 1 і 2, то завдяки цьому формується коло зворотного зв'язку в якому відбувається рециркуляція імпульсів, а на виході суматора по модулю два 4, який і є виходом вимірювального перетворювача буде формуватися ПОСЛІДОВНІСТЬ імпульсів, часова тривалість яких буде пропорційною ЗМІНІ ЄМНОСТІ сенсора внаслідок впливу вимірюваних величин — 4 3 2 5 Комп'ютерна верстка М Кпюкін Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП 03680, Украґна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601