Устройство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АБСОЛЮТНОГО ИЗМЕНЕНИЯ МОДУЛЯ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В АКТИВНЫЙ СИГНАЛ, содержащее источник гармонического сигнала, один из выходных зажимов которого соединен с общей шиной и с первыми обкладками первого и второго конденсаторов, другие обкладки которых подключены соответственно к катодам первого и второго диодов и к первьм и вторым выходным зажимам устройства, трансформатор, начала рервичной и вторичной обмоток которого подсоединены к общей шине. а конец вторичной обмотки - к аноду третьего и катоду четвертого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми вьтаодами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей щиной, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности преобразования , в него введен второй трансформатор , причем второй выходной зажим источника гармонического сигнала соединен с концом первичной обмотки второго трансформатора, начало которой подключено к концу первичной (Л обмотки первого трансформатора через кабель, оплетка которого соединена с с общей щиной, аноды первого и второг го диодов подключены соответственно к к началу первой и концу второй вторичных обмоток второго трансформатора, конец первой и начало второй вторичсо ел ных обмоток которого подсоединены к общей шине. со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

098 А,SU

sag 601 В.27 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К IEBTOPCNOIIIV СВИдатюъств\г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (П НРЫТИЙ (21) 3553212/18-21 (22) 17.02.83 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) В.В.Заморский, В.Н.Колганов, Д.В.Лебедев, А.Н.Любезнов и Г.И.П1аронов (53) 621.317.333(088.8) (56) 1. Патент США К- 3883812, кл. 329-204, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N - 33?3321/18-21, кл. 6 01 К 27/02, 29.12.81 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АБСОЛЮТНОГО ИЗМЕНЕНИЯ МОДУЛЯ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В АКТИВНЫЙ

СИГНАЛ, содержащее источник гармонического сигнала, один из выходных зажимов которого соединен с общей шиной и с первыми обкладками первого и второго конденсаторов, другие обкладки которых подключены соответственно к катодам первого и второго диодов и к первым и вторым выходным зажимам устройства, трансформатор, начала первичной и вторичной обмоток которого подсоединены к общей шине, а конец вторичной обмотки — к аноду третьего и катоду четвертого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми, выводами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности преобразования, в него введен второй трансформатор, причем второй выходной зажим источника гармонического сигнала соединен с концом первичной обмотQ ки второго трансформатора, начало 9 которой подключено к концу первичной обмотки первого трансформатора через кабель, оплетка которого соединена с общей шиной, аноды первого и второго диодов подключены соответственно к Я к началу первой и концу второй вторичных обмоток второго трансформатора, конец первой и начало второй вторичных обмоток которого подсоединены к общей шине.

1095098

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал. 5

Известно устройство преобразова ния абсолютного изменения модуля ком плексного сопротивления в активный сигнал содержащее источник гармониЭ

10 ческого сигнала, один из выходных эажимов которого соединен с одной из обкладок первого конденсатора, а второй — с общей шиной и одной из обкладок второго конденсатора, вторая об15 кладка которого подсоединена к выходному зажиму устройства и к первому зажиму первого образцового резистора, второй зажим которого подключен к второй обкладке первого конденсатора, 20 к одной из обкладок третьего конденсатора и к одной из вершин первой диагонали кольцевого диодного моста, вторая вершина которой соединена с второй обкладкой третьего коиденсато25 ра и через второй образцовый резистор с общей шиной, соединенной с первым зажимом для подключения измеряемого комплексного сопротивления, второй и третий зажимы для подключения измеряемого комплексного сопротивления

30 подсоединены соответственно к первой и второй вершинам второй диагонали кольцевого диодного моста t|), Недостатком этого устройства является узкий динамический диапазон 35 преобразования, ограниченный прямым падением напряжения на открытых диодах, а также низкая точность, обусловленная влиянием помех от выходного согласующего устройства на чувстви- 40 тельный элемент измеряемой ветви через гальваническую связь.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устрой. 45. ство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопро1 тивления в активный сигнал, содержа-, щее источник гармонического сигнала, пеРВый и втОрОЙ ВыхОдные зажимы кОтО- 50 рого соединены соответственно с катодами первого и второго диодов и через первый и второй конденсатор к первому и второму выходным зажимам устройства и к анодам третьего и четвертого диодов, катоды которых подключены соответственно к анодам первого и второго диодов и к началу и

/ концу первичной обмотки трансформатора, конец вторичной обмотки которого подключен к общей шине, а начало— к аноду пятого, к катоду шестого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми, выводами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей шиной 2

Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования, обусловленная влиянием помех от . цепей питания измерительной ветви на выходные согласующие устройства, вследствие влияния гальванической связи зажимов устройства с цепями питания измерительной ветви. Например, наличие гальванической связи приводит к тому, что Появление постороннего напряжения на выходных зажимах при подключении к ним различных усилительных или измерительных устройств приводит к возникновению паразитного тока подмагничивания . в случае настройки индуктивных преобразователей недокомпенсации. Паразитный ток, протекая по катушке индуктивности, вызывает появление электромагнитного поля, которое, взаимодействуя с инерционной массой акселерометра, вызывает ее смещение, т,е. приводит к разбалансу индуктивностей дифференциального преобразоватЕля недокомпенсации. Таким образом, смещение инерционной массы акселерометра, вызванное наличием паразитного напряже ния на выходе устройства, не позволяет проводить с требуемой точностью первоначальную настройку индуктивностей дифференциального преобразователя недокомпенсации.

Целью изобретения является увеличение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал, содержащее исч очник гармонического сигнала, один из выходных зажимов которого соединен с общей шиной и с первыми обкладками первого и второго конденсаторов, другие обкладки которых подключены соответственно к катодам первого и второго диодов и к первым и вторым выходным зажимам устройства, трансформатор, начала первичной и вторичной обмоток которо98 4

3 10950 го подсоединены к общей шине, а конец вторичной обмотки — к аноду третьего и катоду четвертого диодов, катод и анод последних соединены соответственно с первыми выводами первого и второго конденсаторов емкостных дифференциальных датчиков, вторые выводы которых подключены к общей шине, и через первый и второй образцовые резисторы с общей шиной, 10

1введен второй трансформатор, причем второй выходной зажим источника гармонического сигнала соединен с концом первичной обмотки второго трансформатора, начала которой подключеио к кон45 цу первичной обмотки первого трансформатора через кабель, оплетка которого соединена с общей шиной, аноды первого и второго диодов подключены соответственно к началу первой и кон-.20 цу второй вторичных обмоток второго трансформатора, конец первой и начало второй вторичных обмоток которого подсоединены к общей шине.

На чертеЖе приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 гармонического сигнала с выходными зажимами 2 и 3, второй трансформатор

4 с обмотками — первичной 5 и вторич- ЗО ными 6 и ?, диоды 8 и 9, конденсаторы

10 и 11, жила 12 кабеля, оплетка 13 о кабеля, первый трансформатор 14 с обмотками — первичной 15 и вторичной

16, диоды 17 и 18, образцовые резис- З5 торы 19 и 20, конденсаторы 21 и 22 емкостного дифференциального датчика, общая шина 23, выходные зажимы 24 и

25, при этом зажим 2 источника 1 гармонического сигнала через последова- 40 тельно соединенные обмотку 5 трансформатора 4, жилу 12 кабеля, оплетка которого подключена к общей шине 23, обмотку 15 трансформатора 14, подключен к общей шине.23 устройства, а зажим 3 источника 1 подключен к общей шине 23. непосредственно. Конец обмотки 6 и начало обмотки 7 трансформатора 4 подключены к общей шине 23, а соответственно начало обмотки 6 и SO конец обмотки 7 — к анодам первого 8 и второго 9 диодов, катоды которых соединены с первыми выводами конденсаторов 10 и 11 и выходными зажимами

24 и 25 устройства, причем вторые . 55 выводы конденсаторов 10 и 11 подключены к общей шине 23. Начало обмотки

16 трансформатора 14 подключено к общей шине 23, а конец — к аноду диода 17 и катоду диода 18, при этом катод диода 17 подключен к первым выводам образцового резистора 19 и конденсатора 21 емкосткого дифференциального датчика, вторые выводы которых соединены с общей шиной 23, а анод диода 18 подключен к первым выводам второго образцового резистора 20 и конденсатора 22 емкостного дифференциального датчика, вторые выводы которых соединены с. общей шиной 2Д.

Устройство работает следующим об-, разом.

Предположим, что в положительную половину периода ток течет по цепи: зажим 2 источника 1 гармонического сигнала, первичная обмотка 5 трансформатора 4, жила 12 кабеля, первичная обмотка 15 трансформатора 14, общая шина 23, зажим 3 генератора 1, а также по цепи: конец обмотки 16 трансформатора 14, диод 17, конденсатор 21, общая шина 23, начало обмотки 16 трансформатора 14, кроме того, ток течет по цепи: начало обмотки 6 трансформатора 4, диод 8, конденсатор 10, общая шина 23, конец обмотки

6 трансформатора 4. В отрицательную половину периода ток течет по цепи: зажим 3 генератора 1, общая шина 23, обмотка 15 трансформатора 14, жила

l2 кабеля, обмотка 5 трансформатора

4, зажим 2 генератора 1, а также по цепи: начало обмотки 16 трансформатора 14, общая шина 23, конденсатор

22, диод 18, конец обмотки 16 трансформатора 14, кроме того, ток течет по цепи: конец обмотки 7 трансформатора 4, диод 9, конденсатор 11, обо щая шина 23, начало обмотки 7 трансформатора 4. Конденсатор 21 разряжается в отрицательную половину периода через шунтирующий его образцовый резистор 19, а конденсатор 22 раз-, ряжается в положительную половину периода через образцовый резистор 20.

Величины токов в цепи первичных обмоток 5 и 15 трансформаторов 4 и

14 соответственно в различные полупериоды напряжения питания пропорциональны величинам емкости конденсаторов 21 и 22. Изменение падения напряжения на зажимах обмотки 5 трансформатора 4 в различные полупериодь1 питающего напряжения вызывает изме1095098

Составитель Н.Михалев

Редактор А.Химчук Техред М.Кузьма Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3588/27

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нение величин ЭДС на зажимах обмоток 6 и 7.

Очевидно, что разность потенциалов на обмотках конденсаторов 10 и

11, подключенных к выкодным зажимам устройства, пропорциональна абсолютному изменению модуля комплексных .сопротивлений емкостного дифференциального датчика, т.е. разности величин конденсаторов 21 и 22.

Применение предлагаемого устройст5 ва позволяет значительно расширить диапазон ж повысить точность преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления.