Устройство для измерения физических величин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН по авт.св. № 1046697, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения погрешности от изменения питающего напряжения , в него введены блок згмножения , пусковой и блокирующий узлы, блок усиления и выпрямления, выпрямитель , интегратор, компаратор, источник порогового напряжения, мультивибратор , формирователь импульсов, инвертирующий элемент и два ключа, причем сигнальный вход блока умножения подключен к выходу фазочувствительного вольтметра, коммутирующие входы - к выходам пускового и блокирующего узлов, а выход - к входу блока усиления и выпрямления, вход интегратора через последовательно . включенные выпрямитель и первый ключ соединен с выходом опорного трансформатора, а через второй ключс собственным выходом, один из входов компаратора подключен к выходу интегратора, а другой вход - к выходу источника порогового напряжения , сигнальный вход формирователя импульсов соединен с выходом мультивибратора , управляющий вход - с выходом компаратора, а выход под (Л ключен к управляющему входу первого с ключа и входу пускового узла непосредственно , а к управляющему входу второго ключа и входу блокирующего узла - через инвертирующий элемент. ел О СД а 41

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК (19) 01 ,1(бР С 01 R 19/22 ВМ

)i

М e " Ф .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К -АВ ГОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1046697 (21) 3629714/24-21 (22) 04. 08. 83 (46) 15.04.85. Бюп. Р 14 (72) П.Ф.Трофимов и Е.Ф.Семочкин (53) 621.317.7(088.8) (56 1. Авторское снидетельство СССР

Ф 1046697, кл. С 01 R 19/22, 1980. (54) (57} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН по авт.св.

Ф 1046697, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения погрешности от изменения питающего напряжения, s него введены блок умножения, пусковой и блокирующий узлы, блок усиления и выпрямления, выпрямитель, интегратор, компаратор, источник порогового напряжения, мультивибратор, формирователь импульсов, инвертирующий элемент и два ключа, причем сигнальный вход блока умноження подключен к выходу фазочувствительного вольтметра, коммутирующи входы — к выходам пускового и блокирующего узлов, а выход — к входу блока усиления и выпрямления, вход интегратора через последовательно . включенные выпрямитель и первый ключ соединен с выходом опорного трансформатора, а через второй ключс собственным выходом, один из входов компаратора подключен к выходу интегратора, а другой вход — к выходу источника порогового напряжения, сигнальный вход формирователя импульсов соединен с выходом мультивибратора, управляющий вход — с выходом компаратора, а выход подключен к управляющему входу первого ключа и входу пускового узла непосредственно, а к управляющему входу второго ключа и входу блокирующего узла — через инвертирующий элемент.

Ф

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при исследовании линейных и угловых перемещений объектов.

По основному авт.св. 9 1046697 известно устройство для измерения физических величин, содержащее датчик измеряемой величины и опорный трансформатор, питающие входы которых соединены с выходом источника питающего напряжения, фазочувствительный вольтметр, входы которого подключены к выходам датчика измен ряемой величины и опорного трансформатора (fj .

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности измерения, обусловленной зависимостью выходного напряжения от изменяющегося в процессе работы питающего напряжения.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения погрешности от изменения питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения физических величин, содержащее датчик измеряемой величины и опорный трансформатор, питающие входы которых соединены с выходом источника питания, фазочувствительный вольтметр, входы которого подключены к выходам датчика измеряемой величины и опорного трансформатора, введены блок умножения, пусковой и блокирующий узлы, блок усиления и выпрямления, выпрямитель, интегратор, компаратор, источник порогового напряжения, мультивибратор, формиро" ватель импульсов, инвертирующий элемент и два ключа, причем сигнальный вход блока умножения подключен к выходу фазочувствительного вольтметра, коммутирующие входы — к выходам пускового и блокирующего узлов, а выход — к входу блока усиления и выпрямления, вход интегратора через последовательно включенные выпрямитель и первый ключ соединен с выходом опорного трансформатора, а через второй ключ - с собственным выходом, один из входов компаратора подключен к выходу интегратора, а другой входк выходу источника порогового напря.-. жения, формирователь импульсов, сигнальный вход которого соединен с выI

1150567

\ ходом мультивибратора, управляющий вход — с выходом компаратора, а выход подключен к управляющему входу первого ключа и входу пускового узла непосредственно, а к управляющему входу второго ключа и входу блокирующего узла — через ннвертирующий элемент.

tO

ЗО

40 ф5

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения физических величин.

Устройство содержит датчик 1 измеряемой величины, выполненный, например, в виде линейно дифференциального трансформатора с подвижным ! магнитопроводом, механически связанным с обьектом исследования,. опорный трансформатор 2, фазочувствительный вольтметр 3, блок 4 умножения, пусковой 5 и блокирующий

6 узлы, блок 7 усиления и выпрямления„ выпрямитель 8, интегратор 9, компаратор 10, источник 11 порогового напряжения, мультивибратор 12, формирователь 13 импульсов, инвертирующий элемент 14, ключи 15 и 16.

Питающие входы датчика 1 измеряемой величины и опорного трансформатора 2 соединены с выходом источника питающего напряжения (на чертеже не показан), а выходы — с входами фазочувствительного вольтметра 3, сигнальный вход блока 4 умножения подключен к выходу фазочувствительного вольтметра 3, коммутирующие входы - к выходам пускового 5 н бло" кирующего 6 узлов,.а выход — к входу блока 7 усиления и выпрямлення.

Вход интегратора 9 через последовательно включенные выпрямитель .8 и ключ 15 соединен с выходом опорного трансформатора 2, а через ключ 16с собственным выходом. Один иэ входов компаратора 10 подключен к выходу интегратора 9, а другой вход— к выходу источника f 1 порогового напряжения. Сигнальный вход формирователя 13 импульсов соединен с выходом мультивибратора 12, управляющий вход - с выходом компаратора 10, а выход подключен к управляющему входу ключа 15 и входу пускового узла 5 непосредственно, а к управляющему входу ключа 16 и входу блокирующего узла 6 — через инвертирующий элемент 14.

115056 7

Составитель Л.Морозов редактор М.Дылын Техред T.Ôàíòà Корректор С.Черни

Заказ 2137/35 Тираж 748 Подпис кое

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

Устройство работает следующим образом.

При воздействии измеряемой физической величины на датчик 1 на его выходе формируется сигнал переменного 5 тока, амплитуда которого является пропорциональной измеряемой физической величиной, но зависит от напряжения источника питания. Полученный сигнал подводится к сигнальному входу 10 блока 4 умножения. Одновременно напряжение с выхода опорного трансформатора 2, отображающее питающее напряжение, выпрямляется выпрямителем 8 и поступает на ключ 15. 15

Импульсный сигнал, вырабатываемый мультивибратором 12 и дифференцируемый его RC-цепочкой по переднему фронту положительного импульса (отрицательный импульс срезается), запускает 20 формирователь 13 импульсов, который выдает импульс напряжения отрицательной полярности. В результате срабатывает пусковой узел 5 и вводит в рабо. ту блок 4 умножения. Кроме того, открывается ключ 15 включая цепь заряда. интегратора 9, а ключ 16, воспринимающий импульс с выхода инвертирующего элемента 14, закрывается, отключая цепь разряда интегратора 9. ЗО

Блокирующий узел 6 устанавливается в нерабочее состояние °

При достижении выходным напряжением интегратора 9 уровня порогового напряжения источника 11 изменяет сфое состояние компаратор 10 и пере« водит. формирователь 13 в положение, определяющее образование на его выходе импульса напряжения положительной полярности. Вследствие этого пусковой узел 5 устанавливается в нерабочее состояние, ключ 15 закрывается, а ключ 16, наоборот, открывается, вызывая разряд интегратора 9. Блокирующий узел б срабатывает и выводит иэ работы блок 4 умножения.

При поступлении очередного импуль. са с выхода мультивибратора 12 указанные процессы повторяются, в результате чего на выходе блока 4 умножения формируются импульсы, амплитуда которь1х пропорциональна измеряемой физической величине и напряжению источника питания, а длительность — времени заряда интегратора 9

В случае увеличения питающего напряжения увеличивается амплитуда импульсов на выходе блока 4 умножения, но при этом уменьшается их длительность. В случае же уменьшения питающего напряжения амплитуда импульсов уменьшается, а длительность увеличивается, В итоге произведение амплитуды на длительность оказывается зависимым только от измеряемой физической величины и независимым от питающего напряжения. Знак произведения соответствует знаку измеряемой физической величины. Сигнал с выхода блока 4 умножения поступает на вход блока 7, где усиливается и выпрямляется.

Таким образом, в данком случае изменение питающего напряжения не оказывает влияния на результаты измерения, что положительно сказывается на точности измерительного устройства.