Преобразователь параметров датчикав период колебаний

Преобразователь параметров датчикав период колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ -834904 . К АВТОРСКОМУ Св ЮТВЛЬСМВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 231 а79 {21) 2830965/18-21 51)м К " с присоединением заявки Йо

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений.н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3005.81. Бюллетень Н9 20

4 (53) УДК 681 32 (088.8) Дата опубликования описания 3805 81

В.Г.ПлотниКов, В.С.Маслов, О.В.Бойчук и Я.В.Борис . (72) Авторы изобретения

Ивано-Франковский институт нефти и газа (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДАТЧИКА

В ПЕРИОД КОЛЕБАНИИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при работе с реэистивными, .индуктивными и емкостными датчиками.

Известен частотный преобразователь сопротивления, содержащий устройство сравнения, выход которого через интегрирующую цепь подключен к инвертирующему входу интегрирующего усилителя и через дифференци.альный усилитель постоянного тока со 100%-ной отрицательной связью к делителю из образцового и измеряемого сопротивления fl), В известном устройстве не исключается влияние сопротивления линии связи на результат измерения сопротивления датчика, -что существейно увеличивает погрешность измерения.

Известен преббразователь йараметров датчика в период колебаний, содеРжащий измерительную цепь, усилитель, фазочувствительный выпрямитель, первый вход которого подключен к выходу усилителя, управляемый генератор, выход которого через фазовращатель соединен с вторым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу фазочувствительного выпрямителя f2).

Его недостатком является наличие погрешности, обусловленной сопротив.лением линии связи между датчиком и преобразователем.

Цель изрбретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в известный преобразователь параметров датчика в период колебаний, содержащий измерительную цепь,усилитель,фазочувствительный выпрямитель, первый вход которого подклютз. чен к выходу усилителя, управляемый

reHepaTop, выход которого через фаэовращатель соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтр нижних частот, вход которого

20 подключен к выходу фаэочувствительного выпрямителя, введен индикатор максимума, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам фильтра нижних частот н фазовращателя, а выход - к управляющему входу управляемого генератора, измерительная цепь выполнена в виде параллельно соединенных датчика и образцового элемента и включена в

30 цепь обратной связи усилителя, а

834904

Х

RC

2 Ю (3) L

2 ВК

65 вход усилителя подключен к выходу управляемого генератора.

На.фиг.1 представлена функциональная электрическая схема преобразователя на фиг.2 и фиг.3 - принципиальные схемы измерительной цепи. при преобразовании соответственно индуктивности и емкости датчика.

Устройство содержит генератор 1 управляемой частоты, выход которого соединен со входом. усилителя 2, через 10 резистор 3 в цепь отрицательной обратной связи усилителя 2 включено сопротивление датчика 4, зашунтированного образцовым конденсатором 5.

Датчик 4 подключен в цепь обратной связи усилителя 2 с помощью линии б связи, имеющей сопротивление. Выход усилителя 2 соединен с первым входом фаэочувствительного выпрями теля 7,а выход последнего соединен с первым входом индикатора 8 макси- 20 мума через фильтр 9 нижних частот.

Второй вход фазочувствительного выпрямителя 7. соединен через фаэовращатель 10 с выходом генератора 1.

Выход фаэовращателя 10 соединен со g5 вторым входом индикатоРа 8 максимума. Выход индикатора 8 максимума соединен с управляющим входом генера-: тора 1.

Устройство работает следующим Зо образом.

Синусоидальный сигнал с генератора 1 поступает на измерительный усилитель 2. С помощью фазочувствительного выпрямителя 7 на выходе усилителя 2 выделяется реактивная составляющая сигнала. Этот. сигнал сглаживается фильтром 9 нижних частот и поступает на индикатор 8 максимума.

Индикатор 8 максимума изменяет частоту генератора 1 до тех пор, пока 40 значение реактивной составляющей сигнала усилителя 2 не достигнет максимального значения. В этот момент времени выходной сигнал индикатора максимума,8 равняется нулю. Изменение 45 сопротивления датчика 4 в сторону увеличения или уменьшения приводит к появлению на выходе индикатора 8 максимума сигнала положительной или отрицательной полярности,под его gp действием частота генератора 1 изменяется до тех пор, пока сигнал на выходе индикатора 8 максимума равен нулю. Характеристика управления генератора 1 должна иметь член, пропорциональный интегралу от управляющего сигнала.

При преобразовании емкости датчика 11 в период колебаний датчик шунтируется образцовым резистором

12 (фиг.2) ° При преобразовании индуктивности датчика 13 в период колебаний (фиг.3) индуктивность датчика 13 шунтируется образцовым резистором 12.

Передаточную функцию измерительного усилителя 2 (фиг.1) можно описать соотношением

Е+Ац +САЯдШ

R+CRq,я где R - -сопротивление датчика 4;

С - образцовая емкость 5; R -сопротивление линии 6 связи; R — сопротивление резистора 3; а) — круговая частота.

Выделение. реактивной составляющей выходного сигнала усилителя 2, нахождение первой производной от реактивной составляющей по (и и приравнивание ее к нулю позволяет .получить, Отсюда следует, что период электри- чеоких колебаний при экстремальном значении реактивной составляющей выходного сигнала усилителя 2 прямо пропорционален сопРотивлению датчика и не зависит от сопротивления линии б связи.

На фиг.2 показан усилитель с измерительной цепью, в которой датчиком является конденсатор, зашунтированный образцовым резистором. В этом случае период Т колебаний генератора не зависит от сопротивления линии б связи и прямо пропорционален емкости датчика

CR

2 Ю, . (4) где С вЂ” емкость датчика 1

R — образцовое сопротивление 12.

На фиг.3 показал усилитель с измерительной цепью, в которой датчиком является индуктивность, зашунтированная образцовым резистором 12.

Передаточная функция усилителя имеет

В Ь В +R R+RLjuu 0 3 о где Ь вЂ” индуктивность датчика 13.

Выполняя аналогичные преобразования, придем к следующему выражению иэ которого видно, что период Т колебаний генератора прямо пропорционален индуктивности L и не зависит от сопротивления линий б связи.

Анализируя вторую производную реактивной составляющей выходного сигнала усилителя для всех трех случаев, можно сделать вывод, что при выполнении условий (3), (4), (6) на выходе усилителя 2 будет всегда максимум реактивной составляющей.

834904 .

Фиг. 3

Фиг. Г

ВНИИПИ Заказ 4118/86 Тираж 988 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 !

Таким образом, благодаря отличительным признакам предлагаемого изобретения исключается погрешность, обусловленная сопротивлением линии связи, в результате чего повышается точность преобразования. 5

Формула изобретения

Преобразователь параметров датчика . в период колебаний, содержащий изме рительную цепь, усилитель, фаэочувствительный выпрямитель, первый вход которого подключен у выходу усилителя, управляемый генератор, выход которого через фазовращатель соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу фазочувствительного выпрямителя, отличающийся тем, что, с Келью повышения точности преобразования, в него введен индикатор максимума, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам фильтра нижних частот и фазовращателя, а выход — к управляющему входу управляемого генератора измерительная цепь выполнена в виде параллельно соединенных. датчика и образцового элемента и включена в цепь обратной связи усилителя, а вход усилителя подключен к выходу управляемого генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 430505, кл. И 03 К 13/20, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

tIt 343229, K . G 01 R 27/00, 24.07.70 (прототип).