Спосіб перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика та пристрій для його реалізації

Реферат: Винахід належить до електричних вимірювань фізичних величин і може бути використаний при вимірюванні малих переміщень в машинобудуванні та електроенергетиці. За способом перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика генерують послідовність прямокутних імпульсів, формують два часові інтервали, що пропорційні величинам двох вимірювальних ємностей, та формують на основі результатів порівняння часових інтервалів сигнал, який характеризує вимірювану фізичну величину. Згідно з винаходом, формують два часові інтервали за допомогою двох формуючих диференціальних RC-ланок. Формування починають при досягненні переднім фронтом кожного генерованого прямокутного імпульсу максимального значення, а закінчують - в моменти досягнення напругою на вихідному каскаді відповідної RC-ланки заданого значення, що відповідає значенню напруги логічного 0 для дискретних логічних елементів класу І. Пристрій для реалізації способу містить генератор прямокутних імпульсів та дві RC-ланки. Згідно з винаходом, в нього введені логічний елемент І-НІ та два логічні елементи І. Перший і другий входи другого елемента І підключені відповідно до виходів першого елемента І та елемента І-НІ. Виводи з'єднаних між собою резисторів першої і другої RC-ланок підключені до загального виводу пристрою, інші виводи резисторів підключені до відповідних перших обкладинок двох вимірювальних конденсаторів і з'єднані одночасно з обома входами відповідно першого елемента І та елемента І-НІ. А до виходу генератора прямокутних імпульсів підключені з'єднані між собою другі обкладинки вимірювальних конденсаторів. Спосіб та пристрій забезпечують підвищення точності вимірювань та завадозахищеності. UA 105532 C2 (12) UA 105532 C2 UA 105532 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до електричних вимірювань фізичних величин шляхом формування відповідного вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика і може бути використаний при вимірюванні малих переміщень в машинобудуванні та електроенергетиці, зокрема для дистанційного автоматичного контролю стану двопозиційних виконавчих елементів систем бортової автоматики, що функціонують в складних експлуатаційних умовах і забезпечують високу швидкодію і точність. Відомі способи перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, що базуються на вимірюванні параметрів електричних імпульсів, які генеруються з використанням змінних ємностей чутливого елемента або які змінюються при пропусканні їх через ці ємності. Прикладом такого способу є спосіб перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, що реалізується ємнісним перетворювачем тиску або різниці тиску згідно заявки Японії № 6352686, МКИ G 01 D 5/24, 1988. Спосіб включає генерацію послідовності прямокутних імпульсів, тривалість яких пропорційна величинам двох вимірювальних ємностей, перетворення тривалості кожної з послідовностей імпульсів в напругу, визначення різниці цих напруг і помноження цієї різниці на напругу, пропорційну частоті надходження імпульсів. Отриманий сигнал буде пропорційним вимірюваній фізичній величині. Період генерованої послідовності імпульсів дорівнює сумі двох часових інтервалів, кожний з яких є пропорційним одній з двох вимірювальних ємностей. При даному способі результуюча напруга формується в різні півперіоди змінної напруги, а відповідно, будь-яка імпульсна завада буде впливати на величину тільки одного часового інтервалу, що змінить величину різниці цих двох часових інтервалів. Зокрема, в умовах щільного компонування, коли в малому об'ємі зосереджена велика кількість потужнострумових споживачів, поява таких завад є неминучою. Вплив цих завад може проходити як по ланцюгах живлення, так і через чутливі елементи. Крім того, перетворення частоти надходження імпульсів в напругу вимагає аналізу послідовності порядку десяти імпульсів, що підвищує і визначає витрати часу на виконання даної операції. При цьому для підвищення точності виконання даної операції кількість імпульсів послідовності, що аналізується, необхідно збільшувати. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є спосіб перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика і пристрій для його реалізації [Авт. свід. СССР №1840161, МПК G01D 5/244, опубл. 27. 07. 2006, Бюл. №21], що прийнятий за прототип. Спосіб перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика включає генерування послідовності прямокутних імпульсів, формування в моменти досягнення відповідною напругою заданого значення двох часових інтервалів, що змінюються в протифазі з вимірюваною фізичною величиною і є пропорційними величинам двох вимірювальних ємностей, і формування на основі результатів порівняння часових інтервалів сигналу, який характеризує вимірювану фізичну величину, при цьому формування двох часових інтервалів починають одночасно, після закінчення першого часового інтервалу визначають чи закінчилось формування другого часового інтервалу і, якщо закінчилось, формують сигнал, що характеризує досягнення вимірюваною фізичною величиною заданого значення, при цьому забезпечують рівність двох часових інтервалів при заданому значенні вимірюваної фізичної величини, а генерацію імпульсів здійснюють незалежно від зміни вимірювальних ємностей. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу перетворення вихідного сигналу чутливого елемента ємнісного датчика, в якому використовують максимальне значення вхідної напруги на логічних елементах в початковий момент і зниження напруги до логічного нуля при формуванні імпульсу, що забезпечує зменшення завад при формуванні часового інтервалу для вимірювання фізичної величини і за рахунок цього підвищується точність вимірювань і завадозахищеність. Поставлена задача вирішується тим, що в способі перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, за яким генерують послідовність прямокутних імпульсів, формують в моменти досягнення відповідною напругою заданого значення два часових інтервали, що пропорційні величинам двох вимірювальних ємностей, та формують на основі результатів порівняння часових інтервалів сигнал, який характеризує вимірювану фізичну величину, при цьому формування двох часових інтервалів починають одночасно, забезпечують рівність двох часових інтервалів при заданому значенні вимірюваної фізичної величини, а генерацію імпульсів здійснюють незалежно від зміни вимірювальних ємностей, згідно з винаходом, формування двох часових інтервалів здійснюють за допомогою двох відповідних формуючих диференціальних RC-ланок, формування двох часових інтервалів починають при досягненні переднім фронтом кожного генерованого прямокутного імпульсу максимального значення, а закінчують формування першого часового інтервалу для першої RC-ланки, що містить вимірювальну ємність, значення якої змінюється відповідно до зміни вимірюваної 1 UA 105532 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фізичної величини, та другого часового інтервалу для другої RC-ланки, що містить вимірювальну ємність, значення якої залишається незмінним в процесі вимірювань, в моменти досягнення відповідною напругою на вихідному каскаді відповідної RC-ланки заданого значення, що відповідає значенню напруги логічного 0 для дискретних логічних елементів класу І. В запропонованому способі, як і в прототипі, процес перетворення вихідного сигналу чутливого елемента датчика закінчується протягом одного генерованого імпульсу, але в процесі формування обох часових інтервалів t1 i t2 при реалізації запропонованого способу напруга на відповідних опорах диференційних RC-ланок зменшується від максимальної напруги згенерованого імпульсу, який подається на диференційні RC-ланки, до напруги логічного нуля відповідних логічних елементів (фіг. 2 б, фіг. 2 в). В прототипі навпаки генерований імпульс подається на інтегральну RC-ланку і напруга, яка подається на входи логічних елементів, не з резисторів, як в запропонованому способі, а з конденсаторів і напруга підвищується від потенційного нуля до логічного нуля відповідного логічного елемента. І тільки коли напруга на конденсаторах інтегральних RC-ланок буде більшою за логічний нуль відповідних логічних елементів, тільки тоді почнуть формуватися часові інтервали t1 і t2 вхідних імпульсів. Тому будь-яка завада з напругою вище логічного нуля приведе до хибних формувань часових інтервалів t1 і t2, особливо в початкові моменти. Від подібного недоліку є вільним запропонований спосіб, так як в початковий момент напруга на вході логічних елементів, яка знімається з опорів диференційних RC-ланок, є максимальною і дорівнює напрузі згенерованого імпульсу. Тому завадозахищеність більша, ніж у прототипу. Також завадозахищеність більша ще тому, що в прототипі часовий інтервал, що характеризує вимірювальну фізичну величину, коли напруга на вході логічного елемента підвищується до рівня логічного нуля, а в запропонованому способі часовий інтервал закінчується, коли напруга знизиться від максимальної величини до логічного нуля. Так як вхідним елементом є ємність, яка має реактивний опір, то величина від вхідного опору логічного елемента буде залежати від частоти згідно з формулою: Xc=1/(2fC), де: Хс - реактивний опір ємності С (Ом); f - частота генератора (Гц); С - величина ємності (Ф); Це зменшує точність часових інтервалів t1 і t2. В запропонованому способі вхідним опором логічного елемента є активний опір, величина якого не залежить від частоти імпульсів генератора. Тому точність вимірювань буде більшою, ніж у прототипу. Відомий пристрій вимірювання малих переміщень [Е. С. Левшин, П. В. Новицький "Электрические измерения физических величин" г. Ленинград энергоатом-издат. стр. 147-148], який є аналогом і являє собою ємнісно-діодний вимірювальний ланцюг диференціального датчика малих переміщень з заземленою пластиною. Ємності датчика С1 і С2 підключені до джерела змінної напруги за допомогою чотирьох діодів і двох додаткових конденсаторів С3. У кожному напівперіоді змінної напруги відкривається відповідна пара діодів (Д1, Д4 або Д2, Д3). При цьому кожен з конденсаторів С3 з'єднується послідовно то з ємністю С1, то з ємністю С2. При нерівності ємностей С1 і С2 струми через конденсатори С3 течуть в позитивному і негативному напрямках і будуть нерівні між собою. Внаслідок цього на конденсаторах С3 з'явиться постійна напруга, яка і є вихідною. Якщо знехтувати падінням напруги на діодах, то значення Uвих визначається наближеним співвідношенням: Uвих2U((C1-C2)/(C1+C2+2C1C2/C3)) Принцип дії даного пристрою заснований на різниці струмів заряду вимірювальних ємностей, що течуть в різних напрямках у кожен з наступних напівперіодів, а напруга, що сформувалась на виході пропорційна різниці вимірюваних ємностей. Причиною недосягнення технічного результату в порівнянні з прототипом, є те що результуюча напруга формується в різні напівперіоди змінної напруги, а отже будь-яка імпульсна завада може вплинути на величину тільки одного часового інтервалу, що змінить величину різниці цих двох часових інтервалів. Вплив цих перешкод може проходити як по ланцюгах живлення, так і через чутливі елементи. Перетворення частоти проходження імпульсів в напругу вимагає аналізу послідовності близько десяти імпульсів, що і визначає витрати часу на виконання цієї операції. А для підвищення точності виконання цієї операції кількість імпульсів аналізованої послідовності потрібно збільшувати. Крім того нестабільність вихідної напруги визначається неідентичністю падіння напруги на діодах, тому діоди повинні ретельно підбиратися. Відомий пристрій для перетворення зміни ємностей двох змінних конденсаторів чутливого елемента датчика у вихідний сигнал, що реалізує спосіб перетворення вихідного сигналу 2 UA 105532 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ємнісного чутливого елемента датчика (Авт. свід. СССР №1840161, МПК G01D 5/244, опубл. 27. 07. 2006, Бюл. №21), містить генератор прямокутних імпульсів, послідовно з'єднані Д-тригер, підсилювач потужності і два резистори, які з'єднані одними виводами між собою, а іншими - з першими обкладинками конденсаторів, другі обкладинки яких також з'єднані між собою, при цьому відповідні резистори і конденсатори утворюють відповідно першу і другу RC-ланки, входи Д-тригера з'єднані першими обкладинками конденсаторів, вихід генератора прямокутних імпульсів підключений до з'єднаних між собою виводів резисторів першої і другої RC-ланок, а вихід підсилювача потужності є виходом перетворювача. Такий пристрій має наступні недоліки: - низька надійність при технічній реалізації, оскільки формування двох часових інтервалів починається з нульового рівня напруг (згідно епюр, що пояснюють роботу прототипу), який потім підвищується до рівня напруг, що перевищує логічний нуль логічного елемента, то будь-яка завада зі значеннями більше логічного нуля логічного елемента буде призводити до хибного спрацьовування D-тригера; - для нормальної роботи D-тригера необхідно, щоб сигнал на його вхід D надходив раніше, ніж на вхід С (згідно довідковим даним: Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - Челябинск: "Металлургия", Челябинское отделение, 1988, с. 74). Отже, якщо постійна часу Т1 першої RC-ланки, яка підключена до входу С, буде меншою, ніж постійна часу Т2 другої RC-ланки, яка підключена до входу D, то рівень сигналу на вході D не буде передаватись на вихід тригера. При цьому необхідно декілька імпульсів, щоб отримати позитивний технічний результат, що суттєво знижує швидкодію пристрою. Цей пристрій прийнято за прототип. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для перетворення вихідного сигналу чутливого елемента ємнісного датчика, в якому введення логічних елементів І-НІ та І на виході диференційних RC-ланок забезпечує зменшення завад при формуванні часового інтервалу для вимірювання фізичної величини і за рахунок цього підвищується точність вимірювань і завадозахищеність. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика містить генератор прямокутних імпульсів і два резистори, які з'єднані одними виводами між собою, а іншими - з першими обкладинками конденсаторів, другі обкладинки яких також з'єднані між собою, при цьому відповідні резистори і конденсатори утворюють відповідно першу і другу RC-ланки, згідно з винаходом, в нього додатково введені логічний елемент І-НІ та перший і другий логічні елементи І, при цьому виходом пристрою є вихід другого елемента І, перший і другий входи якого підключені відповідно до виходів першого елемента І та елемента І-НІ, виводи з'єднаних між собою резисторів першої і другої RC-ланок підключені до загального виводу пристрою, інші виводи резисторів, що підключені до відповідних перших обкладинок вимірювальних конденсаторів, з'єднані одночасно з обома входами відповідно першого елемента І та елемента І-НІ, а до виходу генератора прямокутних імпульсів підключені з'єднані між собою другі обкладинки вимірювальних конденсаторів, при цьому до складу першої RC-ланки входять постійний резистор та вимірювальна ємність, значення якої змінюється відповідно до зміни вимірюваної фізичної величини, а до складу другої RC-ланки - змінний резистор та вимірювальна ємність, значення якої залишається незмінним в процесі вимірювань. На відміну від прототипу застосована диференційна RC-ланка, напруга знімається з резистора 3, а в прототипі напруга знімається з ємностей С1 та С2 інтегральних RC-ланок та потребує підвищеної напруги джерела згенерованих імпульсів. В запропонованому пристрої на відміну від прототипу забезпечується підвищена завадостійкість у зв'язку з тим, що початкова напруга (див. фіг. 2) максимальна на резисторах 3 і 5 і дорівнює напрузі генерованих імпульсів на відміну від прототипу, в якому в цей момент часу напруга дорівнює нулю. Так як вхідним елементом є ємність, яка має характер реактивного опору, то величина вхідного опору логічного елемента буде залежати від частоти, а відповідно і падіння напруги. На фіг. 1 наведено функціональну схему запропонованого пристрою для перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, а на фіг. 2 - епюри напруг, що пояснюють роботу пристрою і запропонованого способу, зокрема, на фіг. 2-а представлена епюра прямокутних імпульсів, що формуються на виході генератора 1; на фіг. 2-б - епюра диференційованого сигналу, що формується першою RC-ланкою на резисторі 3 (R1); на фіг. 2-в - епюра диференційованого сигналу, що формується другою RC-ланкою на резисторі 5 (R2); на фіг 2-г - епюра сигналу напруги на виході елемента "І" 7; на фіг. 2-д - епюра сигналу напруги на виході елемента І-НІ 6, а на фіг 2-е - епюра сигналу напруги на виході елемента І 8, що характеризує вимірювальну величину. 3 UA 105532 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій для перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, що реалізує запропонований спосіб, містить: генератор прямокутних імпульсів 1, першу RC-ланку, що включає конденсатор 2 та резистор 3, і другу RC-ланку, що включає конденсатор 4 і резистор 5. Крім того, пристрій містить логічний елемент І-НІ 6, та перший 7 і другий 8 логічні елементи І. При цьому виходом пристрою є вихід другого елемента І 8, перший і другий входи якого підключені відповідно до виходів першого елемента І 7 та елемента I-НІ 6. Виводи з'єднаних між собою резисторів 3, 5 першої і другої RC-ланок підключені до загального виводу пристрою (заземлення), інші виводи резисторів, що підключені до відповідних перших обкладинок двох вимірювальних конденсаторів, з'єднані одночасно з обома входами відповідно першого елемента І 7 та елемента І-НІ 6, а до виходу генератора прямокутних імпульсів підключені з'єднані між собою другі обкладинки вимірювальних конденсаторів 2, 4. При цьому до складу першої RC-ланки входять постійний резистор 3 та вимірювальний конденсатор 2, значення ємності якого змінюється відповідно до зміни вимірюваної фізичної величини, а до складу другої RC-ланки - змінний резистор 5 та вимірювальна конденсатор 4, значення ємності якого залишається незмінним в процесі вимірювань. Генератор прямокутних імпульсів є типовим електронним блоком і може бути виконаним, наприклад, за схемою, що наведена в ОСТ 11.340.907-80 (див. авт. свід. СССР №1840161, МПК G01D 5/244, опубл. 27.07.2006, Бюл. №21). Логічні елементи "І" та "І-НІ" є типовими елементами цифрової схемотехніки. Пристрій для реалізації способу перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика у вихідний сигнал працює наступним чином. За допомогою генератора імпульсів 1 формують послідовність прямокутних імпульсів UГ (фіг. 2), яку надсилають на вимірювальну ємність чутливого елемента 2 та постійну ємність 4, значення якої не змінюється, за допомогою яких відповідними формуючими диференціальними RC-ланками здійснюють диференціювання сигналів у вигляді прямокутних імпульсів. При цьому також одночасно починають формувати два вимірювальних інтервали 1 та 2, тривалість яких є пропорційною величинам двох вимірювальних ємностей. Формування обох часових інтервалів 1 та 2, що змінюються в протифазі з вимірюваною фізичною величиною, починається при досягненні переднім фронтом кожного генерованого прямокутного імпульсу максимального значення Umаx (фіг. 2-а, 2-б, 2-в). Закінчується формування першого часового інтервалу 1 для першої RC-ланки, що містить вимірювальну ємність 2, значення якої змінюється відповідно до зміни вимірюваної фізичної величини (фіг. 2-б, 2-г), та другого часового інтервалу 2 для другої RC-ланки, що містить постійну ємність 4, значення якої залишається незмінним в процесі вимірювань (фіг. 2-в, 2-д), в моменти досягнення відповідною напругою на вихідному каскаді відповідної RC-ланки заданого значення U0 що відповідає значенню напруги логічного "0" для дискретних логічних елементів класу "І" та "І-НІ". Після закінчення першого часового інтервалу 1 визначають, чи закінчилось формування другого часового інтервалу 2, якщо закінчилось, формують сигнал (фіг. 2-е) з часовим інтервалом (1-2), що характеризує досягнення вимірюваною фізичною величиною заданого значення. Якщо ж формування другого часового інтервалу 2 не закінчилось в момент закінчення першого часового інтервалу 1, то вихідний сигнал не формують. При цьому забезпечують рівність двох часових інтервалів 1=2 при заданому значенні вимірюваної фізичної величини. Генерацію прямокутних імпульсів здійснюють незалежно від зміни вимірювальних ємностей, а ширину прямокутних імпульсів попередньо узгоджують з максимально можливим значенням вимірювальної ємності, що відповідає максимально можливому значенню вимірюваної фізичної величини. Попередньо забезпечують рівність двох часових інтервалів при нульовому значенні вимірюваної фізичної величини таким чином, щоб початкова вимірювальна ємність 2 була рівна ємності 4, яка не змінюється в процесі вимірювань, і постійна часу 2 повинна бути рівною 1. Від 2 залежить початкова напруга формування вимірювальної величини, і чим вона менша, тим більша напруга початку формування імпульсу періоду вимірюваної фізичної величини 1-2, тим більша завадозахищеність. Формування імпульсу вимірювальної фізичної величини починається в момент зниження напруги на резисторі 5 RC-ланки з незмінною ємністю, досягне логічного нуля на вході логічного елемента 6 і закінчиться, коли напруга на резисторі першої ланки знизиться від максимальної величини імпульсу до логічного нуля на вході елемента 7. При надходженні прямокутних імпульсів UГ на ємності 2 та 4 одночасно здійснюється диференціювання сигналів першою і другою RC-ланками. Для вимірювання в подальшому використовуються диференційовані сигнали передніх фронтів прямокутних імпульсів. При цьому першою RCланкою формується диференційований сигнал Uвx7, який в процесі вимірювання змінюється від максимального значення Umax до значення напруги логічного нуля U0 згідно з законом зміни диференційованого сигналу при постійній часу першої RC-ланки 1 = R1C1. Цей 4 UA 105532 C2 5 10 15 20 25 30 35 диференційований сигнал Uвx7 надходить на входи першого логічного елемента І 7, формуючи на його виході сигнал Uвux7 логічної 1, тривалість якого відповідає тривалості першого часового інтервалу 1. Вихідний сигнал логічної 1 першого логічного елемента І 7 надходить на перший вхід другого логічного елемента І 8 і зберігає своє значення на цьому вході протягом першого часового інтервалу 1. Одночасно другою RC-ланкою формується диференційований сигнал Uвх6, який в процесі вимірювання змінюється від максимального значення Umax до значення напруги логічного нуля U0 згідно з законом зміни диференційованого сигналу при постійній часу = другої RC-ланки 2 R2C2. Цей диференційований сигнал Uвх6 надходить на входи логічного елемента І-НІ 6, формуючи на його виході сигнал логічного 0 Uвх6, тривалість якого відповідає тривалості другого часового інтервалу 2. Вихідний сигнал (логічний 0) логічного елемента І-НІ 6 Uвux6 надходить на другий вхід другого логічного елемента І 8 і зберігає своє значення на цьому вході протягом другого часового інтервалу 2. Отже, протягом другого часового інтервалу 2, враховуючи, що 22, на входах другого логічного елемента І 8 зберігаються різнотипні сигнали логічного 0 та логічної 1, а на його виході - сигнал логічного 0. В момент досягнення диференційованим сигналом другої RC-ланки значення напруги логічного нуля U0, тобто в момент закінчення другого часового інтервалу 2, на виході логічного елемента І-НІ 6 формується сигнал логічної 1 Ueux6, а отже на обох входах другого логічного елемента І 8 встановлюються однотипні сигнали логічної 1. При цьому на виході другого логічного елемента І 8 також встановлюється сигнал логічної 1, що відповідає початку вимірювання фізичної величини. В момент досягнення диференційованим сигналом першої RC-ланки значення напруги логічного нуля U0, тобто в момент закінчення першого часового інтервалу 1, на виході першого логічного елемента І 7 формується сигнал логічного 0 Uвux7 і відповідно на першому вході другого логічного елемента І 8 встановлюється сигнал логічного 0. При цьому на виході другого логічного елемента І 8 також встановлюється сигнал логічного 0 Uвux8. Отже, тривалість сигналу логічної 1 на виході другого логічного елемента І 8 відповідає різниці тривалостей першого і другого часових інтервалів (1-2) згідно до величини зміни ємності С1 чутливого елемента датчика і визначає вимірюване значення фізичної величини. Нові властивості запропонованого пристрою дозволяють розширити область його застосування, зокрема, в медицині, точній механіці, при дослідженні термо-деформаційних процесів. За допомогою запропонованого пристрою можливо вимірювати переміщення в 1 мкм. Ефективність запропонованого пристрою підтверджена результатами його практичного застосування для дозування рідини. Позитивний ефект проявляється в тому, що в порівнянні з пристроєм згідно з авт. свід. №1840161 запропонований спосіб і схемотехнічне рішення забезпечують вимірювання диференційованих сигналів, що дозволяє здійснювати обробку сигналів при більш високих рівнях напруг, суттєво підвищуючи завадостійкість і надійність пристрою. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Спосіб перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, за яким генерують послідовність прямокутних імпульсів, формують в моменти досягнення відповідною напругою заданого значення два часові інтервали, що пропорційні величинам двох вимірювальних ємностей, та формують на основі результатів порівняння часових інтервалів сигнал, який характеризує вимірювану фізичну величину, при цьому формування двох часових інтервалів починають одночасно, забезпечують рівність двох часових інтервалів при заданому значенні вимірюваної фізичної величини, а генерацію імпульсів здійснюють незалежно від зміни вимірювальних ємностей, який відрізняється тим, що формують два часові інтервали за допомогою двох відповідних формуючих диференціальних RC-ланок, формування двох часових інтервалів починають при досягненні переднім фронтом кожного генерованого прямокутного імпульсу максимального значення, а закінчують формування першого часового інтервалу для першої RC-ланки, що містить вимірювальну ємність, значення якої змінюється відповідно до зміни вимірюваної фізичної величини, та другого часового інтервалу для другої RC-ланки, що містить вимірювальну ємність, значення якої залишається незмінним в процесі вимірювань, в моменти досягнення відповідною напругою на вихідному каскаді відповідної RC-ланки заданого значення, що відповідає значенню напруги логічного 0 для дискретних логічних елементів класу І. 2. Пристрій для перетворення вихідного сигналу ємнісного чутливого елемента датчика, що містить генератор прямокутних імпульсів і два резистори, які з'єднані одними виводами між собою, а іншими - з першими обкладинками двох конденсаторів, другі обкладинки яких також з'єднані між собою, при цьому відповідні резистори і конденсатори утворюють відповідно першу 5 UA 105532 C2 5 10 і другу RC-ланки, який відрізняється тим, що в нього додатково введені логічний елемент І-НІ та перший і другий логічні елементи І, при цьому виходом пристрою є вихід другого елемента І, перший і другий входи якого підключені відповідно до виходів першого елемента І та елемента І-НІ, виводи з'єднаних між собою резисторів першої і другої RC-ланок підключені до загального виводу пристрою, інші виводи резисторів, що підключені до відповідних перших обкладинок вимірювальних конденсаторів, з'єднані одночасно з обома входами відповідно першого елемента І та елемента І-НІ, а до виходу генератора прямокутних імпульсів підключені з'єднані між собою другі обкладинки вимірювальних конденсаторів, при цьому до складу першої RCланки входять постійний резистор та вимірювальний конденсатор, значення ємності якого змінюється відповідно до зміни вимірюваної фізичної величини, а до складу другої RC-ланки змінний резистор та вимірювальний конденсатор, значення ємності якого залишається незмінним в процесі вимірювань. 6 UA 105532 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7