Преобразователь перемещения в длительность импульсов

Преобразователь перемещения в длительность импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерений и контроля линейных величин. С целью повышения точности в преобразователь, содержащий дифференциальный трансформаторный датчик 1 перемещений, интегратор 2, компаратор 3, преобразователь 4 напряжения в линейно изменяющийся ток, шину 17 нулевого потенциала, введены ключи 5 - 9, элементы И 10, 11, инверторы 12, 13, генератор 14 импульсов, счетный триггер 15 и источник 16 опорного напряжения. Блок-схема предлагаемого преобразователя позволяет исключить погрешность, вызванную активной составляющей сопротивления и индуктивностью обмоток дифференциального трансформаторного датчика 1 перемещений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (11 4 С 01 В 7/00

/,- I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4390095/24-28 (22) 10.03.88 (46) 23.11.89. Бюл. Р 43 (71) Пензенский политехнический институт (72) 10.С. Гаевский, А.И. Мартяшин, В.И. Чернецов, В.Н. Онищенко и В.А. Сенаторов (53) 621.317.39; 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1!55842, кл. G 01 В 7/00, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерений

2 и контроля линейных величин. С целью повыщения точности в преобразователь, содержащий дифференциальный трансформаторный датчик 1 перемещений, интегратор 2, компаратор 3, преобразователь 4 напряжения в линейно изменяющийся ток, выну 17 нулевого потенциала, введены ключи 5 — 9, элементы

И 10, 11, инверторы 12, 13, генератор 14 импульсов, счетный триггер 15 и источник 16 опорного напряжения.

Блок-схема предлагаемого преобразователя позволяет исключить погрешность, ° вызванную активной составляющей сопротивления и индуктивностью обмоток дифференциального трансфор- ф маторного датчика 1 перемещений. 2 ил.

1523895

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерений и контроля линейных величин.

Цель изобретения — повышение точности эа счет исключения погрешности, вызванной активной составляющей сопротивления и индуктивностью обмоток дифференциального трансформаторного датчика перемещений.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, характеризующие его работу.

Преобразователь содержит дифференциальный трансформаторный датчик 1, интегратор 2, компаратор 3, преобразователь 4 напряжений в линейно изменяющийся ток, ключи 5 — 9, элементы И 10 и 11, инверторы 12 и 13, генератор 14 импульсов, счетный триггер

15, источник 16 опорного напряжения, шину 17 нулевого потенциала.

1яина 17 нулевого потенциала через 25 вторичную обмотку дифференциальнoro трансформаторного датчика 1 подключена к информационному входу интегратора 2, выход которого подключен к вхо1ду компаратора 3, выход которого подключен к управляющему входу интегратора 2 и входу элемента И 10, выход

Э которого является выходом преобразователя.

Преобразователь работает следующим

3S образом.

На выходе ключа 5 формируется последовательность двуполярных прямоугольных импульсов, которые поступают на вход преобразователя 4 напряжения

s л иHнHе йHн о o иHз3м еeнHя ю щий сoя R тоoк, питающий две первичные .обмотки преобразователя 1. В первой четверти периода следования импульсов на выходе инвертора 12 имеется уровень логической еди- 45 ницы, а на выходе элемента И 11 уровень логического нуля, который открывает ключи 6 и 9, при этом первичные обмотки датчика 1 оказываются включенными согласно.

Напряжение на вторичной обмотке датчика 1 при этом равно U< (К,+ДМ)КУ, +

+ (М, таМ) Ки „= 2М,КV «, где V — напряжение на выходе источ-, 16 55 ника 16 опорного напряжения;

Ц вЂ” напряжение на вторичной об1 мотке датчика 1;

К вЂ” коэффициент преобразования преобразователя 4 напряжения в линейно изменяющийся ток;

М вЂ” взаимная индуктивность между одной из первичных и вторичной обмоток при среднем положении стержня;

ДМ вЂ” приращение взаимной индуктивности первичной и вторичной обмоток.

Это напряжение интегрируется ин- егратором 2, при этом зарядная емкость интегратора заряжается до напряжения

Ui To/4 2MoKU(e То о

/

4л

М KUre To

2ь где Т вЂ” период следования напряжения о на выход е ключ а 5; — постоянная времени интегрирования интегратора 2.

По окончании первой четверти периода импульсов на выходе элемента И 11 напряжение логической единицы, которое закрывает ключи 6 и 9. Одновременно открываются ключи 7 и 8, при этом вторая первичная обмотка датчика 1 оказывается включенной встречно первой первичной обмотке, а напряжение на вторичной обмотке датчика 1 равно

U 1 (Ma+ gM) KU(6 (Мд+ДМ) КО 6 =

+2hMxU

Это напряжение интегрируется интегратором 2, который уже заряжен до напряжения U . Тогда напряжение на интеграторе имеет величину

М КИ<6 ?? 2?????????? to>

U М6 К О

2 +

М KU<6 Ta Ь.MKU (6То о

2 2, (М +AÌ)., KV Т с о—

По окончании второй четверти периода Т ток на выходе ключа 5 изменит о свое направление на противоположное, одновременно с этим размыкаются ключи

7 и 8 и замыкаются ключи 6 и 9. В результате напряжение на вторичной о6мотке датчика 1 имеет значение

152 8 11

= — ((М„+ЬМ)К0„+(М„-оМ)Ки„,) =

-2Мо К" 1g °

Это напряжение подается на интегратор 2, на выходе которого уже име-! ется напряжение U<, которое под вози действием U изменяется

KU (e Tp KU catg

U = — ----.-- (M + М)+-- --- М о— о

Компаратор 3 зафиксирует равенство

11 нулю, в момент времени g tх

KUDOS То KUteht (М +ЬМ) — — ---- М

2 оп о

То

- -,; — (М, +аМ) =дс „М„

1Хс - --, (1+ ---).

Т ЬМ х 2 — М

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Преобразователь перемещения в длительность импульсов, содержащий диффер е нци ал ь ный тр а н сф ор ма т ор ный датчик, интегратор, компаратор, преобразователь напряжения в линейно изменяющийся ток и шину нулевого 40 потенциала, которая через первую обмотку дифференциального трансформа35

Таким образом, в течение одного 25 периода То ока эыва етс я возможным выделение интервала времени о г„, пропорционального изменению взаимной индукции g М датчика 1, непосредственно определяемого положением сер- 30 дечника. торного датчика подключена к информа— ционному входу интегратора, выход хо торого подключен к первому входу компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены пять ключей, два элемента И, два инвертора, генератор импульсов, счетный триггер и источник

1опорного напряжения, выход которого подключен к информационному входу первого ключа, вьмод которого через преобразователь напряжения в линейно изменяющийся ток подключен к началу первой дифференциальной обмотки трансформаторного датчика и информационным входам второго и третьего ключей, выходы которых подключены cooTветственно к началу и концу второй дифференциальной обмотки трансформаторного датчика, выходы второго и тертьего ключей подключены к информационным входам соответственно четвертого и пятого ключей, выход четвертого ключа подключен к концу первой дифференциальной обмотки трансформаторного датчика и к шине нулевого потенциала, подключенной к выходу пятого ключа и второму входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу интегратора и первому входу первого элемента И, выход генератора импульсов через счетный триггер подключен к управляющему входу первого ключа, выход счетного триггера подключен к первому входу второго элемента И и через первый инвертор к второму входу первого элемента И, выход генератора импульсов подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к управляющим входам третьего и четвертого ключей.

15238 М

Составитель В. Подолян .

Техред M-A к Корректор М. Васильева

Редактор И. Шулла

Закаэ 7083/42 Тираж 683 П одпис ное

ЕЫИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101