Устройство для преобразования выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импульсный

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА НИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬ НОГО ТРАНСФОРМАТОРА В ШИ.РОТНО-ИМПУЛ НЫЙ, содержащее.источник переменного напряжения, первая шина которого подключена к первому входу дифферен циального трансформатора и входу фазосдвигающей цепи, а вторая шина к второму входу дифференциального трансформатора, и элемент сравнения выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадений, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены второй элемент совпадений, григгер, элемент задержки , масштабньЗй резистор, первый и второй коммутаторы, первые входы которых подключены соответственно к выходам дифференциального трансформатора и. фазосдвигающей цепи, вторые входы - к общей шине, а выходы - к входам элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу второго элемента совпадений, причем выходы элементов совпадений соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора и через элемент задержки - с вторым входом второго элемента совпадений , второй выход - с вторым входом первого элемента совпадений и управ- В ляющим входом второго коммутатора, а масштабный резистор включен между вторым входом дифференциального трансформатора и его выходом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 03 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3539527/18-21 (22) 12.01 ° 83 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25. (72) Е.И.Чернов (71) Центральное опытное проектноконструкторское и технологическое бюро ГОСНИТИ по организации и технологии ремонта и технического обслуживания автомобилей (53) 621;376.5(088.8) (5б) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 320038, кл. Н 03 К 7/08, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 738141, кл. . Н 03 К 7/08, (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ, содержащее. источник переменного напряжения, первая шина которого подключена к первому входу дифференциапьного трансформатора и входу фазосдвигающеи цепи, а вторая шина - к второму входу дифференциального .трансформатора, и элемент сравнения, выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены второй элемент совпадений, триггер, элемент задержки, масштабный резистор, первый и второй коммутаторы, первые входы которых подключены соответственно к выходам дифференциального трансформатора и фазосдвигающей цепи, вторые входы — к общей шине, а выходы — к входам элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу второго элемента совпадений, причем выходы элементов совпадений соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора и через элемент задержки — с вторым входом второго элемента совпадений, второй выход — с вторым. входом первого элемента сбвпадений и управляющим входом второго коммутатора, а масштабный резистор включен между вторым входом дифференциального трансформатора и его выходом.

1102029 мента совпадений и упраВляющим входом второго коммутатора, а масштабный резистор включен между вторым входом дифференциального трансформатора и его выходом.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства.

Устройство для преобразоваиия .выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импулЬсный содержит, источник 1 переменного напряжения, дифференциальный трансформатор 2, элемент. 3 сравнения, фа- . зосдвигающую цепь 4, элемент 5 совпадений, коммутаторы 6 и 7, элемент

8 совпадений„ триггер 9, элемент 10 задержки, масштабный резистор 11.

Первый выход источника 1 переменного напряжения соединен с первым ! ,входом дифференциального трансформатора 2 и через масщтабный резистор 11 с его выходом и первым входом коммутатора 6, второй выход источника 1 переменного напряжения соеди-. нен с вторым входом дифференциального трансформатора 2 и через Фазосдвигающую цень 4 — с первым входом коммутатора 7, вторые входы коммутаторов 6 и 7 соединены с общей шиной, а их Выходы - с входами элемента 3 ,сравнения,.выход которого соединен с первыми входами элементов 5 и 8 совпадений, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора б и через элемент

10 задержки — с вторым входом элемента 8 совпадений, а второй выход — с управляющим входом коммутатора 7 и вторым входом элемента 5 совпадений. Фазосдвигающая цепь 4 в общем случае может быть выполнена в виде интегрирующей цепи из резистора 4 ° 1, подключенного к ее входу, и конденсатора 4.2, подключенного параллельно ее выходу.

Устройство работает следующим образом.

На выходе источника 1 формируется напряжение U равное

0„(1) =М„Ы 1, где v „и м — соответственно амплитуда и частота сигнала с выхода источника 1.

Так как для дифференциальных трансформаторов обычно

uL„C(„., 2(< t« где L„, L2 — соответственно индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора; соответственно сопротив-,. ления постоянному току первичной и вторичибй обмоток трансформатора, то напряжение U на выходе трансформатора.2 равно

U (Ц=0 ыкхсовш1+О зюигф+r+R 1, 2 1 2 1 2 11(Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматическбго контроля и преобразователях различных йеэлектрических величин.

Известно устройство, представляющее собой соединенные последовательно стабилизатор переменного напряжения, дифференциальный трансформатор, выпрямитель и элемент сравнения 513.

Недостатками устройства являются значительные погрешности, малое быстродействие и большая сложность из-за высокочастотных стабилизатора и выпрямителя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импульсный, содержащий источник переменного напряжения,. первая шина которого подключена к входу диффе- 20 ренциального трансформатора и входу фазосдвигающей цепи, а вторая шина †. к второму входу дифференциального трансформатора, и элемент сравнения, выход которого подключен к 25 входу элемента совпадений, второй элемент сравнения и вторую фазосдвигающую цепь 523.

Недостатком этого устройства является значительная погрешность, вызванная различным дрейфом нуля элементов сравнения.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтноимпульсный, содержащее источник переменного напряжения, первая шина которого подключена к первому вхо- 40 ду дифференциального трансформатора и входу фазосдвигающей цепи, а вторая шина — к второму входу дифференциального трансформатора, и элемент сравнения., выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадений, дополнительно введены второй элемент совпадений, триггер, элемент задержки, масштабный резистор и первый и второй коммутаторы, первые входы которых подключены соответственно к выходам дифференциального трансформатора и

Фазосдвигающей цепи, вторые входы.к общей шине, а выходы — к входами элемента сравнения*, выход которого подключен к первому входу второго элемента совпа ений, причем выходы элементов совпадений соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый выход которого 60 соединен с управляющим входом первого коммутатора и через элемент задержки — с вторым входом второго элемента совпадений, Второй выход — с вторым входом первого эле- 5

1102029

Й =i -U /ы0 K

2 Ф др

Составитель Е. Борзов

Техред С.Мигунова Корректор Г.Решетник дактор Н. Яцола

Заказ 4782/43 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Х вЂ” перемещение сердечника относительно электрической нейтрали дифференциального трансформатора;

R сопротивление масштабного .резистора 11.

Пусть на первом выходе триггера 9 сигнал равен О, на втором:выходе 1. В этом случае выход диф ференциального трансформатора через коммутатор б подключен к первому входу элемента 3 сравнения, второй вход которого через коммутатор 7 подключен к общей шиве. При этом элемент 5 совпадений открыт, а элемент 8 совпадений закрыт. В момент времени

2()+ Одр где U > — напряжение, обусловленное црейфом нуля элемента 3 сравнения.

Дрейф нуля вызван температурным дрейфом напряжения смещения элемента сравнения, а также в случае использования элемента сравнения с биполярными транзисторами на выходе постоянной составляющей,появляющейся в результате детектирования р-и переходами входных транзисторов переменного входного сигнала. Отрицательным перепадом выходного сигнала элемента 3 сигнал на первом выходе триггера 9 устанавливается в 1. Нри этом коммутатор б отключает от первого входа элемента 3 сравнения выход дифференциального трансформатора 2,.подключает общую шину, .а коммутатор 7 отключает от второго входа элемента 3 сравнения общую шину и подключает выход фазосдвигающей цепи 4. Если положить ("1+г2+Й )(шКХ+О /U )/Г «< то время „определится как

Kx(R +r +p )/p " (+ +R }/со ) р, Напряжение U на выходе фазосдвигающей цепи 4 равно и (+)=(о,,.(-. О 1+,„ -„2 где ь — постоянная времени фазо5 сдвигающей. цепи 4 („= R+, С+2 )

В момент времени 12, когда

К U2 (tz f — и, =О срабатывает эле- мент 3 сравнейия. При этом на первом выходе триггера 9 сигнал становится равным О. Если положить, что

ыТ с<1; 0д «0„, то время 1 определится как.

Полагая Кч= г ("1 + г+ R „) ° где

К вЂ” коэффицйент передачи коммутатора 7, получаем тп -1 - + к (й„„+ +г 1/ .

Заменяя 1 -t„--y (О 4 .у < у ), полу-. чаем Ти =у

Таким образом,в предла-аемом устройстве выходной сигнал не зависит

25 от дрейфа нуля элемента сравнения, а его длительность пропорциональна перемещению сердечника. Элемент 10 задержки обеспечивает уверенное срабатывание триггера 9, устраняется

3п неопределенное состояние в момент поступления управляющего сигнала с выхода элемента 3 совпадений.

Введение новых элементов и связей в устройство для преобразования вы35 ходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импульсный позволяет существенно повысить его точность. Такое устройство может быть применено в различной аппаратуре, использующей дифференциальные транс40. форматоры и работающей в широком температурном диапазоне,. поскольку длительность выходного сигнала не зависит от величины и изменений дрейфа элемента сравнения.