Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков
Патент 924618
Авторы
Классы МПК
Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик р119246 1 8 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180680 (21) 2975910/18-21 1 М К з с присоединением заявки ¹
G 01 R 27/02
Государственный комитет
СССР, по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 300482.Бюллетень ¹ 16
{$3) УДК 621. 317..733 (088. 8) Дата опубликования описания 300482 (72) Авторы изобретения
В.Д.ПРивалов и В.С.Ляпидов
Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ
КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения активной и реактивНой составляющих комплексного сопротивления датчиков.
Известно устройство для контроля иэделий иэ магнитных материалов, которое содержит генератор электрических колебаний, частота которого изменяется в зависимости от индуктивности катушки его контура при пропускании через нее испытуемых изделий, два амплитудных детектора. Для раздельного определения изменения магнитных свойств и размеров контролируемого изделия в устройстве применен подключенный к выходу генератора частотный дискриминатор, напряжение выхода которого включено навстречу напряжению, снимаемому с каждого из двух амплитудных детекторов так, чтобы результирующие напряжения бди пропорциональны соответственно магнитной проницаемости и размеру контролируемого изделия 1).
Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для одновременного измерения активной и реактивной. составляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее амплитудный и частотный детекторы, входы которых, а также индуктивный датчик подключены к колебательному контуру
LC-автогенератора (2).
Устройство содержит два измерительных канала и построено в виде разомкнутой системы по каждому из измеряемых параметров (активному и индуктивному сопротивлениям датчика), что не всегда позволяет достигнуть требуемой точности измерения.
Цель изобретения — повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения составляющих комплексногосопротивления датчиков, содержащее EC-автогенератор,соединенный с входами амплитудного и частотного детекторов, снабжено двумя сумматорами и двумя усилителями ошибки, причем выходы амплитудного и частотного детекторов соединены через первый и второй сумматоры с входами одного и другого усилителей ошибки соответственно, выходы которых соединены с одним и другим входами LC-автогенератора.
924618
LC-автогенератор выполнен на двух умножителях напряжения, при этом выход первого умножителя напряжения через резистор и выход второго умножителя напряжения через конденсатор соединены с входом усилителя. 5
На чертеже приведена функциональ.ная электрическая схема устройства.
Устройство содержит амплитудный и частотный детекторы 1 и 2, подключенные к колебательному контуру 3, 10
LC-автогенератор 4. Усилитель 5 LCавтогенератора 4 выполнен в виде источника тока, управляемого током.
Выход соединен с первым входом сумматора б, на второй вход которо- 15
ro подается напряжение от эадатчика амплитуды (Bx 2). Выход сумматора б соединен с входом усилителя 7 ошибки, выход которого подключен к первому входу первого умно>кителя 8 2Q напряжения.
Выход частотного детектора 2 соединен с первым входом сумматора 9, на второй вход которого подается напряжение от задатчика частоты (Вх 2). 25
Выход сумматора. 9 соединен с входом усилителя 10 ошибки, выход которого подключен к первому входу второй схемы 12 умножения напряжения. Вторые входы умножителей 8 и 11 соединены между собой, с выходом усилителя 5 и с входами амплитудного и частотного детектора 1 и 2.
Выход умножителя 8 напряжения через резистор 12 соединен с входом усилителя 5. Выход умно>кителя 11 через конденсатор 13 соединен с входом усилителя 5.
Таким образом, усилитель 5 управляется током и охвачен двумя обратными связями. Цепь первой обратной связи включает в себя умножитель 8 напряжения, резистор 12 и обеспечивает поддержание незатухающих колебаний в колебательном контуре 3 ЬСавтогенератора 4. Глубина обратной 45 связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя амплитудный детектор 1, сумматор б, усилитель 7 ошибки.
Цепь второй обратной связи вклю- Я) чает в себя умножитель 11 напряжения, конденсатор 13. Глубина обратной связи автоматически регулируется посредством цепи, включающей в себя частотный детектор 2, сумматор 9, уси- 55 литель 10 ошибки.
Устройство работает следующим образом.
При изменении активного сопротивления датчика, включенного в состав ко- 6О лебательного контура 3, на выходе усилителя 7 ошибки (на первом выходе устройства Вых 1) появляется сигнал рассогласования, пропорциональный внесенному в контур .ахтивному сопротивлению. Сигнал подается на первый вход умножителя 8 напряжения, который осуществляет перемножение двух сигналов: сигнала рассогласования и сигнала с выхода усилителя 5.
Ток на выходе умножителя 8 напряжения определяется с.7едующим образом:
11 = 9 1, Бь= З1Г К "7 "5 где g.< — выходная проходимость умножителя 8 напряжения;напряжение на выходе умножителя 8 напряжения;
К вЂ” коэффициент преобразования умножителей 8 и 11 напряжел ния, В
U — напряжение на выходе усилителя 7 ошибки; напряжение на выходе усилителя 5.
При изменении реактивного (емкостного или индуктивного) сопротивления датчика, включенного в состав колебательного контура LC-автогенератора 4, на выходе усилителя 10 ошибки (на втором выходе устройства Вых 2) появляется сигнал рассогласования, пропорциональный внесенному в контур реактивному сопротивлению. Сигнал подается на первый вход умножителя 11 напряжения, который осуществляет перемножение двух сигналов: сигнала рассогласования и сигнала с выхода усилителя 5..
Ток на выходе умножителя 11 напряжения 1„ определяется следующим соотношением:
1 и 3 1Ъ 1о 5
t Ae b„> — выходная проводимость умножителя 11 напряжения; напряжение на выходе умножителя 11 напряжения; напряжение на выходе усилителя 10 ошибки;
Ток на выходе усилителя 5 (15) определяется следующим соотношением:
I k-k>.U. (g., U> 3b,>-U<0) ° где k — коэффициент преобразования
ИТУТ.
Приведенные соотношения позволяют) записать выражение для выходной комплексной проводимости усилителя 5 (=35 JUg-К gy ) qyU э) куя М, где g — активная составляющая проводимости, вносимой в колебательный контур 3;
b — реактивная составляющая проводимости, вносимой в колеба, тельный контур 3.
Как следует из последнего выражения, связь между напряжением U7 (на первом выходе устройства Вых l) и проводимостью gag, а также связь между напряжением П,к> (на втором выходе устройства Вых 2) и проводимостью
b линейная, т.е. частота и амплитуда выходного сигнала LC-автогенератора 4 однозначно связаны с "вноси924618
Формула изобретения
Составитель Л.Сотникова
Редактор В.петраш Техред И. Гайду
Корректор Н.Ывыдкая
Заказ 2809/62 Тираж 719 Подписное
ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
С илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мыми" в колебательный контур 3 активным и реактивным сопротивлениями.
Это позволяет достигнуть высокой точности измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков в широком диапазоне измерения. 5
1. Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления датчиков, содержащее LÑ-автогенератор, соединенный с входами амплитудного и частотного детекторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ц ъю пов .ения то, сти измерения, 15 оно снабжено двумя сумматорами и двумя усилителями ошибки, причем выхо-ды амплитудного и частотного детекторов соединены через первый и второй сумматоры с входами одного и другого усилителей ошибки соответственно, выходы которых соединены с одним и другим входами LC-автогенератора.
2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что ЬС-автогенератор выполнен на двух умножителях напряжения, при этом выход первого умножителя напряжения через резистор и выход второго умножителя напряжения через конденсатор соединен с входом усилителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 148947, кл. G 01 К, 1961.
2. Арш Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений. М., "Машиностроение", 1979, с. 68,69.