Измерительный преобразователь

Измерительный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеаоэ Совет«ких

Сецнали«тиме«ких

Ре«публик

<щ690292 (61) Дополнительное к авт. «вид-ву— (22) Заявлено 0 10877(21) 2515205/18-10 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет— (51)М; Кл.

G 01 D 5/12

G 06 G 7/12

Государстаоннмй йоинтФТ

СССР по делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 53.087. .92 (088 ° 8) Опубликовано 05.10.79 Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 0510.79 (72) Лвторы изоб1етения В. и.майзель, В.м.машенков, В.к. потапкин и B.À. христолюбов (71) Заявитель (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники.

Известны измерительные преобразователи сигналов дифференциальнотрансформаторных датчиков, преобразующие выходной сигнал датчика в сигнал постоянного тока fl).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительный преобразователь, например сигналов дифференциально-трансформаторных датчиков расхода в сигнал постоянного тока, содержащий входной блок преобразования взаимной индуктивности в напряжение постоянного тока, подключенный к нему широтно-импульсный преобразователь, выход которого соединен с импульсным входом амплитудного модулятора, к аналоговому входу которого подключен источник опорного напряжения(2).

Недостатком известных измерительных преобразователей является их недостаточная точность. Это объясняется тем, что дифференциально-трансФорматорный датчик, например, расхода имеет квадратичную зависимость взаимной индуктивности от расхода, и для получения линейной зависимости выходного сигнала постоянного тока на выходе измерительного преобразователя от измеряемого параметра (расхода) в него вводится функциональный преобразователь, назначением которого является извлечение квадратного корня из входного сигнала.

Низкая точность измерительного преобразователя обусловлЕна низкой точностью воспроизведения Функции квадратного корня в Функциональном преобразователе.

Целью изобретения является повышение точности известного измерительного. преобразователя.

Это достигается тем, что измерительный преобразователь, например, сигналов дифференциально-трансформаторных датчиков расхода снабжен дополнительными амплитудным модулятором, двумя источниками опорного напряжения, усилителем, делителем напряжения, сумматором, а в широтно-импульсный преобразователь введен дополнительный выход,,который соединен с импульсным входом .дополнительного амплитудного модулятора, к суммирующему аналоговому входу которого подключены дополнительный источник

690292 опорного напряжения и выход делителя напряжения, выход дополнительного амплитудного модулятора через усили" тель подключен к входам упомянутого делителя и сумматора,к которому также подключены выход амплитудного модулятора и второй дополнительный истсчник

Опориого напряжения, а выход сумматора соединен с выходными клеммами преобразователя.

Предлагаемый измерительный преобразователь (ИП) показан на чертеже.

ИП содержит входной блок 1 преобразования взаимной индуктивности н напряжение постоянного тока, выход которого подключен к входу широтно-импульсного преобразователя 2.

Первый выход Вых. 1 широтно-импульсного преобразователя 2 соединен с импульсным входом Вх. 1 амплитудного модулятора 3, к аналоговому вхо4y Bz.2 которого подключен источник опорного напряжения 4. ВведенНый в широтно-импулЬсный преобразователь второй выход Вых.2 соединен с импульсным нходом Вх.1 дополнительного амплитудного модулятора 5. 25

К суммирующему аналоговому входу

Вх.2 амплитудного модулятора 5 подКлючены дополнительный источник опорногб напряжения б и выход делителя напряжения 7. Выход модулятора Щ(3

5: через введенный усилитель 8 подключен к входам делителя 7 и сумматора 9 ° К входу сумматора 9 подклю чены также выход амплитудного модулятора 3 и второй,дополнительный источник опорного напряжения 10.

ВЫход сумматора 9 соединен с выходными клеммами преобразователя.

Измерительный преобразователь работает следующим образом. Вход- 4() ной блок 1 осуществляет преобразование взаимной индуктивности M датчика, являющейся квадратичной функцией измеряемого параметра расхода в напряжение постоянного тока@ в соответствии с уравнением:

u„„= с„м, (1) где k — коэффициент передачи входного блока.

Широтно-импульсный преобразователь

2 преобразует напряжение О н отно- сительную длительность импульсов 6, не зависящую от напряжения и частоты сети питания датчиков, так что: . э. (2) 55 где k2 - коэффициент передачи широтно-импульсного преобразователя.

При подаче импульсный вход Вх.1 амплитудного модулятора 3 импульсов с относительной длительностью 8 с щ() перВОГО выхОД& Вых, 1 tliHpoTнО импуль

Оного преобразователя 2, а на аналоговый вход Вх. 2 - опорного напряжения U+ от источника опорного напряжения 4 на выходе модулятора 3, 65 выполняющего функции множительного элемента, образуется напряжение постоянного тока:

3 3 4 (3) где 1 — коэффициент передачи амплитудного модулятора 3. С учетом выражений (1) и (2) выходное напряжение амплитудного модулятора 3 имеет вид:

03*) 1 2 30, М (4)

Таким образом, как и в известном устройстне (2), выходное напряжение модулятора 3 пропорционально вход- . нбй нзаимной индуктивности М.

Со второго выхода Вых. 2 широтно-импульсного преобразователя 2 на импульсный вход Вх. 1 подключенного к нему дополнительного амплитудного модулятора 5 поступают импульсы с относительной. длительностью 6 .

Аналоговый вход рх. 2 модулятора 5 выполнен суммирующим. На нем образуется алгебраическая сумма двух напряжений: опорного напряжения )Ь от дополнительного источника опорного напряжения 6 и выходного напряжения (.) введенного делителя напряжения

7. Выходное напряжение постоянного тока О дополнительного амплитудного модулятора 5, как множительного элемента, будет иметь нид:

5 5 Ь з (5) где - коэффициент передачи амплитудного модулятора 5. Выходное напряжение амплитудного модулятора 5 усиливается подключенным к нему усилителем 8 с коэффициентом усиления так что:

08=180, (б)

На выходе подключенного к усилителю 8 делителя напряжения 7 с коэфФициентом деления К напряжение О имеет вид.

07- %„08 (7)

На основании выражений (5), (б). (7) напряжение на выходе усилителя

8 равно:

5 8 Ь

В 1 %-%" К Я

С учетом выражений (1) и (2) напряжение на выходе усилителя () имеет нид: (82

К входам сумматора 9 Подключены: к Вх. 1 — выход амплитудного модулятора 3, к Вх. 2 - выход усилителя 8, к Вх.х3 — второй дополнительный источник опорного напряжения 10, вырабатывающий опорное напряжение U« .

С учетом ныражения (4) для выходного напряжения амплитудного модуля690292 тора 3 и выражения (8) для выходного напряжения усилителя 8 напряжение на выходе сумматора, а следовательно, и на выходе предлагаемого измерительного преобразователя будет иметь вид:

Эых (k k k V y+ 2 9 + ц, 4 2 9 <,М

4«)(4 k k М 9 0

1 2 (9) )О где % - коэффициент матора 9 по

Вх. коэффициент

9 матора 9 по

Вх, 2;

1 — коэффициент

9 матора 9 по

Вх. 3.

Представим выраже виде: передачи сум» первому входу передачи сумвторому входу передачи сумтретьему входу для (вых

20 (о)

25 е где 0 э х — постоянная составляющая о выходного напряжения.

При соответствующих значениях коэффициентов 4 - х и U gblq выходное напряжение измерительного пре- 30 образователя в рабочем диапазоне взаимной индуктивности М дифференциально-трансформаторного датчика расхода связано с входной взаимной индуктивностью М функциональной зависимостью 35 соответствующей извлечению корня квадратного из М.

При этом коэффициенты передачи отдельных блоков устройства (kq-->e,, 9 ° 99 ) p BeJIH÷Hны источников oIIQP 4О ных найряжений (0«U, U«) могут быть различны для конкретных реализаций устройства, обеспечивая только получение необходимых величин k „-:Ъ

H () алых,> °

Для общности приведем значения коэффициентов в относительных единицах, принимая, что М=О 1; О ых=О:1,,так как при этом величины этих коэффициентов справедливы для любых диапазонов входного и выходного сигналов измерительного преобразователя: К„= 0 4016;

=1,8595; (с =2,9863; S5

Иэ проведенчых испытаний следует, что в измерительном преобразователе обеспечивается повышение точности преобразования выходного сигнала дифференциально-трансформаторных датчиков расхода в сигнал постоянного тока. При этом отклонение расчетной характеристики преобразования от теоретической, соответствуюшей извлечению корня квадратного из

М, не превышает 0,16%. Экспериментально определенное значение погрешности измерительного преобразователя не превышает 0,2%, вместо 1,5% у прототипа — преобразователя НП-П7.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь, например, сигналов дифференциальиотрансформаторных датчиков расхода в сигнал постоянного тока, содержащий входной блок преобразования взаимной индуктивности в напряжение постоянного тока, подключенный к нему широтно-импульсный преобразователь, выход которого соединен с импульсным входом амплитудного модулятора,. к аналоговому входу которого подключен источник опорного.,напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерительный преобразователь снабжен дополнительными амплитудным модулятором, двумя источниками опорного напряжения, усилителем, делителем напряжения и сумматором, а в широтно-импульсный преобразователь введен дополнительный выход,. который соединен с импульсным входом дополнительного амплитудного модулятора, к суммирующему аналоговому входу которого подключены дополнительный источник опорного напряжения и выход делителя напряжения, выход дополнительного амплитудного модулятора через усилитель подключен к входам упомянутого делителя и сумматора, к которому также подключены выход амплитудного модулятора и второй дополнительный источник опорного напряжения, а выход сумматора соединен с выходными клеммами преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание,при экспертизе

1. Патент СШР. Р 3663833, кл. G 06 G 7/1?, 1972.

2. Измерительный преобразователь

НП-П7, Т> 25-02/2Яа. 949.527ТУ/ -74, С1(Б СПЛ, Чебоксары (прототип).

690292

Составитель A.Àñòàõoâ

Техред О. Андрей ко Корректор Г. Решетник

Редактор Л.Бибер

Тираж 866 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР го делам, изобретений и открытий

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

Заказ 5948/36

Филиал ППП Патент „ г.ужгород, ул.Проектная,4