Автоматический мост для преобразования сопротивления в код

Автоматический мост для преобразования сопротивления в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 274Б!

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советский

Социалистический

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.!Х.1968 (¹ 1267259/26-9) Кл. 21ат, 7/01 с присоединением заявки №

МПК Н 041 3/00

УДК 621.394.14(088.8) Приоритет

Опубликовано 24.Ч!.1970. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 28.IX.1970

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР! т,Ф„ !!!

Б. А. Ильенко, А. Д. Мителев и В. Е. Пушкарев. „

Харьковский филиал Института автоматику!

Авторы изобретения

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКИЙ МОСТ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

СОПРОТИВЛEHИЯ В КОД

Изобретение может быть использовано и промышленности для автоматизации технологических процессов, в частности в измерительной технике при использовании в качестве датчиков измеряемой величины линейных по- 5 тенциометров.

Известные автоматические мосты для измерения активных сопротивлений или для преобразования сопротивления в двоичный код не предусматривают работу с потенциометриче- 10 скими датчиками, сопротивления которых имеют нелинейную характеристику.

Нелинейность характеристики датчика является следствием неточности изготовления как самого потенциометра, так и механизмов, 15 связывающих вал потенциометра с рабочим органом. С помощью известных преобразователей погрешность отсчета измеряемой величины не может быть получена меньше нелинейности характеристики датчика. 20

Предлагаемый автоматический мост позволяет осуществить преобразование в код сопротивлений потенциометрических датчиков, имеющих нелинейную характеристику, и таким образом, повысить точность измерения. Для этого параллельно основному балансировочному магазину через контакты реле подключен блок автоматического определения участка характеристики, на котором находится измеряемая величина, состоящая из магазина 30 предварительной балансировки и магазина для смещения начала отсчета и блок линеаризации участков характеристики. Управляющие обмотки указанных реле поочередно включаются шаговым переключателем.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема моста; на фиг. 2 — график, поясняющий принцип преобразования.

Мост содержит основной балансировочный магазин 1, величины сопротивлений ступений которого подобраны в заданном коде; нульиндикатор 2, предназначенный для определения балансировки моста; шаговый переключатель (пскатель) 8 со щетками 4 и 5 (римскими цифрами обозначены положения «шаги! щеток); кодирующее реле 6 с контактами 7; постоянные сопротивления 8 и 9; блок автоматического определения участка с магазином 10 предварительной балансировки и магазина 11 для смещения начала отсчета; магазин 12 для изменения масштаба преобразования (блок линеаризации участков характеристики); реле И управления с контактами

14 и 15; реле 1б, 17 и 18 предварительной балансировки, контакты которых коммутируют ступени сопротивлений магазинов 10, 11 и 12; кнопки 19 для включения моста; реле 20, переключающее сопротивления плеч мостов по окончании предварительной балансировки для кодирования; реле 21. фиксирующее оконча274151

3 ние преобразования; кнопку 22 для установки реле схемы в исходное положение; сопротивления 28 для огранцчеппя тока, проходящего через контакты нуль-индикатора 2.

Преобразование сопротивления 24, имеющего нелинейную характеристику, в код основано на принципе линеаризации участков характеристики путем предварительной балансировки моста и автоматического определения того линейного участка характеристики, в пределах которого находится измеряемая величина, и кодирования измеряемой величины известным способом путем автоматической компенсации и балансировки моста.

Снятая характеристика сопротивления потенциометрического датчика R =f(а) разбивается на определенное число участков (ОА, АВ, ВС), которые с небольшой погрешностью могут быть заменены прямыми линиями.

Эти участки, описываемые уравнением

R К,+ Din, где т — масштабный коэффициент;

Ro — величина сопротивления при и=-0, отличаются друг от друга значением т, т. е. наклоном, и величиной R .

С помощью дополнительных магазинов 11 и

12 на различных участках характеристики преобразование осуществляется в соответствующих масштабах и с соответствующим смещением начала отсчета, т. е. Rp. В результате на всем измеряемом диапазоне преобразование будет осуществлено в заданном масштабе.

Первоначально мост состоит из сопротивлений 24, 8 и 9 и магазина 10. Сопротивление

24 имеет величину, равную, например R, сопротивления 8 и 9 равны по величине, магазин 10 отключен.

При подаче питания на мост на входе нульиндикатора 2 появляется сигнал разбаланс» моста, при котором выходные контакты нульиндикатора разомкнуты.

При нажатии кнопки 19 включается реле 18, которое контактом 15 включает шаговый искатель 8 на самоход через его н.з. контакт 25 и контакт 26 реле 21.

На 1 шаге шаговый искатель щеткой 4 включает реле 16 предварительной балансировки, которое контактом 27 включает в мост первую ступень магазина 10 и контактом 28 блокируется.

Так как величина сопротивления первой ступени магазина 10 меньше измеряемого сопротивления R4, то на вход нуль-индикатора 2 поступает сигнал другой полярности, и контакты нуль-индикатора замыкаются.

На II шаге щетка 5 шагового искателя подключает через замкнутые контакты нуль-индикатора на вход включенного реле 16 напряжение обратной полярности, и реле 16 отключается, На 1П шаге искателя щетка 4 включает реле 17 (через замкнутый контакт 29 реле 16) 4

Реле 17 включает вторую ступень магазина

У! (контактом 80) и становится на самоблокцровку (через контакт 81 реле 17).

Прп этом сопротивление Я4 оказывается меньше суммарного сопротивления двух ступеней магазина 10, и выходной сигнал моста приводит к размыканпю контактов нуль-индикатора, и на IV шаге шагового искателя

10 щетка 5 не подаст напряжение обратной полярности на реле 17. Реле 17 остается включенным, а его контакты 82 и 88 включают в мост вторые ступени магазинов 11 и 12 н размыкают (контакт 84) цепь питания сле15 дующего реле 18.

Ha V u VI шагах искателя изменений в схеме не произойдет. При этом заканчивается первый цикл работы схемы — предварительная балансировка и определение линейного

20 участка.

На VII шаге включается реле 20, которое производит переключения в мосте (контактами 85). Вместо, магазина 10 включаются магазины 11 и 1, а вместо постоянного сопротив25 ления 9 — магазин 12.

После этого схема работает по балансировке моста и кодированию сопротивления Л, как если бы сопротивление 24 имело линейную характеристику O D.

З0 Для получения преобразования в заданном масштабе, например, в соответствии с характеристикой ОК необходимо увеличить наклон характеристики О В и сместить начало отсчет» па величину 00 .

35 Изменение наклона осуществляется масштабным сопротивлением магазина 12, а смещение начала отсчета — сопротивлением магазина 11.

Кодирование сопротивления R4, например, 40 в двоичный код осуществляется следующим образом.

1-1а 1Х шаге шагового искателя включается первое кодир ующее реле 6, шунтирующее (одним из контактов 7) первую ступень ма45 газина 1, которая по величине равна половине суммарного сопротивления магазина.

Оставшаяся половина сопротивления магазина 1, суммированная с включенным сопротивлением магазина 11, сравнивается с измеs0 ряемым сопротивлением 1 4. Если указанные сопротивления магазинов 1 и 11 меньше, то, как и при предварительной балансировке; на входе нуль-индикатора 2 будет сигнал, который приводит к замыканию его выходных кон55 тактов.

При этом на следующем Х шаге шагового искателя на вход включенного реле 6 через щетку 5 и замкнутые контакты нуль-индикатора подается напряжение обратной поляр60 ности. Реле отключается.

В том случае, если сопротивление магазинов 1 и 11 будет больше R4, то контакты нуль-индикатора будут разомкнуты и через щетку 5 не будет подано на кодирующее реле

65 отключающего напряжения.

274151

13 результате последовательного включения кодирующих реле 6 час1ь их будет включена, а часть отключена. 1 аким образом, измеряе,мое сопротивлеш е 1 ; будет прсдставлено в требуемом коде в виде состояний кодпрующи реле 6.

На последнем шага шагового искателя включается реле 21, которое контактом 27 размыкает цепь питания шагового искателя.

Последний останавливается в исходном положении.

Перед повторным измерением нсоб одпмо нажать кнопку 22, которая возвращает !Ice реле В исхОдн06 llo ioж0IIIle.

86 и 87 — контакты реле 16; 88, 89, 40— контакты реле 18.

О повышении точности преобразования можно судить по графику (см. фиг. 21.

Если бы преобразование осуществлялось известными устройствами, то погрешность имела бы величины, определяемые как разность между реальной криволинейной характсристикой и прямой О И.

Прп испо;Iьзов

Предмет изобретения

Автоматический мост для преобразования сопротивления в код, ссстоящий из сопротив10 лений, основного балангировочного магазина, нуль-индикатора, шагового переключателя и кодиру10щих реле, от1111а10цийся тем, что, с цель!0 повышения точности преобразования вели шны сопротивлен 1и, имеющего нелинейную арактерпстику, в код параллельно основному балансировочному магазину через контакты реле подключен блок автоматического определения участка характеристики, на котором находится измеряемая величина, состоящий из магазина предварительной баланси ровки и магазина для смещения начала от счета, и блок лпнеаризации участков характс рисп1ки, причем управляющие обмотки ука занных реле поочередно включаются шаговьи

25 переключателем.