ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕРМОРЕЗИСТОРА В ЧАСТОТУ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕРМОРЕЗЯСТОРА
изобретение относится к измерительной технике . а именно к преобразователяы температуры s частоту, и может быть использовано в системах дистанционного контроля температуры.
известны преобразователи сопротивления термозависимого резистора в постоянное напряжение, включающие трехпроводные линии связи, провода которой включены в плечи измерительного моста (см, М.Б.Лейтман Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов, М.Знергоатомиздат. 1986г. c,0i).
Недостатком таких преобразователей является низкая помехоустойчивость, т.к. мост балансируется лишь по постоянному току, а импульсные помехи с линии связи беспрепятственно проникают в схему преобразования.
Наиболее близким решением к предложенному по технической сущности является преобразователь температуры в частоту, содержащий резисторы, конденсаторы, образующие мостовую схему, и терморезистор, подключенный к мосту трехпроводной линией,
6 схеме используется автоматическое уравновешивание моста с помощью фазочувствительных цепей и неизменном значении сопротивления линии (см,В,М.Пустнльников Измерительные преобразователи с частотно-зависимыми цепями М.. Энергоиздат. 1988г,. с,34 рис.3.1).
Недостатком преобразователя является сложность его схемы и трудность уравновешивания при неизвестном заранее сопротивлении линяй, которое тоже изменяется с изменением температуры. Помимо этого помехоустойчивость такого преобразователя снижена, т.к. помехи, приходящие от соединительной линии, оказнвавт существенное влияние на работу фазочувствительных цепей.
Задача изобретения состоит в уменьшении вли5щия сопротивления соединительной линии на результат преобразования и повышении помехоустойчивости.
В ЧЙСТОТН
коммутатор имеет переключаяцйв контакты, обцая точка которых подклячеяа к зыходд дмнощйтеля емкости, яормальйо-открытнй контакт коммутатора подклвчен к первому выводу дополнительного резистора, второй вывод дополнительного резистора соединен с началом первого провода соединительной линии, нормально закрытый контакт коммутатора подключен к началу второго провода соединительной линии, конец первого провода соединен с концом третьего провода и первым выводом терморезистора, второй вывод терморезистора подключен к концу второго провода, а начало третьего провода соединительной линии соединено с выходом операционного усилителя умножител з емкости.
Таким образом технический результат заявленного преобразователя состоит в уменьшении влияний сопротивлений соединительной линии на результат преобразования и повывении помехоустойчивости. Это в свою очередь позволяет получить устойчивый сигнал с малой погреиностьш от дистанционно удаленных на значительное расстояние датчиков.
Предложенный преобразователь сопротивления терморезистора в частоту отличается от прототипа тем. что он снабжен коммутатором и дополнительным резистором, при этом коммутатор имеет переклачавщие контакты, общая точка которых подключена к выходу умножителя емкости, нормально-открытый контакт коммутатора подклвчен к первому выводу дополнительного резистора, второй вывод дополнительного резистора соединен с началом первого провода соединительной линии, нормально-закрытый контакт коммутатора подкличен к началу второго провода соединительной линии, конец первого провода соединен с концом третьего провода я первым выводом терморезистора, второй вывод терморезистора подклвчен к концу второго, а начало третьего провода соединительной линии соединено с выходом операционного усилителя умножителя емкости.
Сравнительный анализ заявляемого технического ревения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии его критерию изобретения Новизна,
Из патентной и научно-технической литературы не известна предложенная совокупность признаков и их соединений заявляемого устройства.
Таким образом заявляемое устройство удовлетворяет критерию Изобретательский уровень.
Предложенный преобразователь MOSOT быть использован в системах дистанционного контроля температура. Он позволяет получить устойчивый информационный сигнал в виде частот уровня 12-24 кГц от дистанционно удаленного датчика температуры типа  (на расстояние до 300 м) в диапазоне изменения температур от плас 50 С до минус 50 С с соединительной трехпроводной линией. При этом частота выходного сигнала однозначно определяет значение температуры и пропорционально изменяется в соответствии с ее изменением, а при постоянной температуре остается без изменения.
Таким образом предлошенный преобразователь удовлетворяет критерию изобретения промыяленная применимость.
Изобретение поясняется фиг.1.2. на которых показаны соответственно электрическая схема преобразователя и диаграммы изменения сигналов во времени в процессе преобразования. Преобразователь (фиг.1) состоит из ЙС-генератора i. выход 2 которого является выходом преобразователя, частотозадавщего резистора 3. умношителя емкости, образованного совокупностью операционного усилителя 4 с выходом 5. конденсатора 6 и цепями, содержащими резистор . коммутатор 8 с контактами 9.10 (контакт 9 - нормально-закрытый, контакт 10 - нормально-открытый), резистор И. сопротивление которого от температуры практически не зависит, терморезистор 12 и соединительную 3-х проводную линии 13. начала и концы проводов которой обозначены соответственно HI. Н2. НЗ: К1. К2. КЗ. Выход умвошителя емкости (точка и) образован общей точкой соединения резистора . общей точкой контактов коммутатора 8 и одним из выводов резистора 3.
Преобразователь работает следующим образом. После подачи питания (на схеме не показано) и замкнутом контакте 9 коммутатора 8 умножитель емкости образует в точке А эквивалентнуш емкость
,2 /О/
3
где R суммарное активное сопротивление, включенное меаду точкой и и выходом 5 операционного усилителя 4. 91св.1 8/24- 2йл(2):
где Ry - сопротивление тврморезистора 12:
RA - сопротивление провода линии.
Генератор 1 генерирует на своем заходе 2 частоту, определяемую значением сопротивления резистора R и эквивалентной емкости С
К (3):
R3 X
где / - выходная частота преобразователя: К - коэффициент преобразования.
Если замкнуть контакт 10 коммутатора 8 С контакт 9 при этом размыкается), то значение эквивалентной емкости будет определяться соотношением
.2  ёС4):
где R,Ka  «w -«- RA (S);
Частота генератора примет значение
У - кffii
/г -- К с D) ,
R ,2
Периодически переключая контакты 9.О коммутатора 8. на выходе преобразователя будем иметь пакеты импульсов, частота которых зависит от величины сопротивления подключаемых резисторов. Если выбрать R  R . где R - сопротивление терморезистора при температуре О С и вычислить разность величин частот, то получим
/  / - цг  л
-f, h  ....
R X Си X R
где Л R/2 - CRy2   определяет значение температуры в месте располощения терморезистора.
,,Ш
- 4
Б выражении () отсутствует сопротивление соединительной линии. т,е, влияние сопротивления линии отсутствует.
Процесс образования сигнала на выходе преобразователя поясняет-ся временными диаграммами, показанными на фиг,2а. Изменение во времени сопротивления терморезистора, соответствушщее изменения температуры в месте его расположения относительно значения R,/ показано на фиг.2U.Состояние контактов 9.10 коммутатора 8 иллюстрируется соответственно диаграммами Pi. Р2 (фиг.2 б.в). Изменение величин частот изображено на диаграмме фиг,2 г. которая показывает, что в моменты замкнутого состояния контакта 9 на выходе 2 генератора имеем частоту  . а в моменты замыкания контакта 10 -- частоту f.  Таким образом, преобразователь обеспечивает на своем выходе два уровня частот, из которых путем последущих вычислений можно найти значение измене-ния сопротивления терморезистора, не зависящее от сопротивления сое динительной линии (вырашение ), Поскольку частота, получаемая на выходе преобразователя, определяется параметрами схемы, задаваемыми стабильными элементами R . С . R . R . импульсные помехи и наводки, возникающие в соединительной линии от внешних источников, не могут оказать существенного воздействия на величину частоты, т.е. помехоустойчивость преобразователя увеличивается.
Применение заявленного преобразователя позволит уменьшить влияние соединительной линии на результат преобразования сопротивления терморезистора в частоту и повысить помехоустойчивость.
Проведение исследования и испытания в лабораторных условиях подтвердили работоспособность и эффективность предложенного технического решения.
f5