Устройство для измерения физических величин

 

Изобретение может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов и является дополнительным к авт.св. № 1150567. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения при длительной эксплуатации устройств. Устройство содержит датчик 1 измеряемой физической величины, опорный трансформатор 2, фазочувствительный вольтметр 3, блок 4 умножения, пусковой 5 и блокирующий 6 узлы, блок 7 усиления и выпрямления, вьтрямитель 8, интегратор 9, компаратор 10, источник 11 порогового напряжения, мультивибратор 12. формирователь 13 импульсов, инвертирующий элемент 14, ключи 15 и 16. Введение переключателя 17, блока 18 коррекции и дополнительной выходной обмотки в опорный трансформатор 2 позволяет использовать контроль коэффициента передачи устройства в процессе эксплуатации и его коррекции. 1 ил. (Л 14)

46 A2

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (ц 4 G 01 R 19/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

gy н 1В !

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1150567 (2i) 3805946/24-21 (22) 22.10.84 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (72) Е.Ф.Семочкин и П.Ф.Трофимов (53) 621.317 .7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1046697, кл. С 01 К 19/22,29.07.80.

Авторское свидетельство СССР № 1150567, кл. G 01 R 19/22,04.08.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов и является дополнительным к авт.св. ¹ 1150567.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерения при

") (eb ф, Ф ь ф

Ь 1 1 O b Ж длительной эксплуатации устройств.

Устройство содержит датчик 1 измеряемой физической величины, 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 1?, формирователь 13 импульсов, инвертирующий элемент 14, ключи 15 и 16. Введение переключателя 17, блока 18 коррекции и дополнительной выходной обмотки в опорный трансформатор 2 позволяет использовать контроль коэффициента передачи устройства в процессе эксплуатации и его коррекции. ил.

12559

Изобретение относится к электроиэ" мерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов.

Целью изобретения является TIoHbllllP ние достоверности результатов измерения при длительной эксплуатации устройства за счет использования контроля коэффициента передачи устройства в процессе эксплуатации и 10 его коррекции.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 из(5 меряемой физической величины, выполненный,например, в виде линейного дифференциального трансформатора с подвижным магнитопроводом, механически связанным с объектом измерения, опор20 ный 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, переключатель 17 и блок 18 коррекции. Опор30 ный трансформатор 2 имеет входную обмотку, подключенную к его входному зажиму 19„ две основные и две дополнительные выходные обмотки (не показаны). Дополнительные выходные обмотки опорного трансформатора 2 включены последовательно-встречно и соединены с его выходным зажимом

20„ а основные соединены последовательно — согласно и связаны с выходным зажимом 21 опорного трансформатора 2. Питающий вход датчика 1 измеряемой величины и входной зажим

19 опорного трансформатора 2 соединены с выходом источника питающего напряжения (не показан). Выход датчика

i измеряемой величины подключен к одному из входов переключателя 17„ к другому входу которого подключены дополнительные выходные обмотки опорного трансформатора 2, связанные с

era выходным зажимом 20. Выход переключателя 17 подключен к сигнальному входу фазочувствительного вольтметра 3, к другому входу которого подключены основные выходные обмотки 5S опорного трансформатора 2,связанвые с его выходным зажимом 21, выход фаэочувствительного вольтметра 3 под46

2 ключен к сигнальному входу блока 4 умножения, коммутирующие входы которого подключены соответственно к входам пускового 5 и блокирующего 6 узлов, а выход к входу блока 7 усиления и выпрямления и одновременно к выходу блока 18 коррекции, вход которого подключен к выходу блока 7 усиления и выпрямления. Вход интегратора 9 через последовательно включенные выпрямитель 8 и ключ 15 соединен с выходным зажимом 21 опорного трансформатора 2, а через ключ 16 с собственным выходом. Один иэ входов ком паратора 10 подключен к выходу интегратора 9, а другой вход к выходу источника 11 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 входу блокирующего узла 6 и к управляющему входу плеча 16 — через инвертирующий элемент 14. B качестве переключателя 17 целесообразно использовать переключатель с контактами, обеспечивающими низкое переходное сопротивление.

Блок 18 коррекции может быть выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений переключатель 17 устанавливают в положение

"Контроль", в результате чего через переключатель 17 с выходного зажима

20 опорного трансформатора 2 на сигнальный вход фазочувствительного вольтметра 3 подается напряжение с дополнительных выходных обмоток опорного трансформатора 2. Одновременно с выхОдного зажима 21 опорного транс- форматора 2 на второй вход фазочувствительного вольтметра 3 поступает напряжение с основных выходных обмоток опорного трансформатора 2. При этом на выходе фазочувствительного вольтметра 3 формируется сигнал,величина которого зависит от значения напряжения источника питающего напряжения. Этот сигнал с выхода фаэочувствительного вольтметра 3 подается на сигнальный вход блока 4 умножения.Одновременно напряжение с основ

3 1255 ных выходных обмоток опорного трансформатора 2 выпрямляется выпрямителем 8 и поступает на ключ 15.

Импульсный сигнал, вырабатываемый мультивибратором 12 и дифференцируемый era RC-öåïo÷êîé по переднему фронту положительного импульса (отрицательный импульс срезается), запускает формирователь 13 импульсов, который выдает импульс напряжения от- 10 рицательной полярности. В результате срабатывает пусковой узел 5 и вводит в работу блок 4 умножения. Кроме того, открывается ключ 15, включая цепь заряда интегратора 9, а ключ 16,вос- 15 принимающий импульс с выхода инвертирующего элемента 14, закрывается, отключая цепь разряда интегратора 9.

Блокирующий узел 6 устанавливается в нерабочее состояние.При достижении 20 выходным напряжением интегратора 9 уровня порогового напряжения источника 11, изменяет свое состояние компаратор 10 и переводит формирователь

13 в положение, определяющее образова 5 ние на его выходе импульса напряжения положительной полярности. Вследствие этого пусковой узел 5 устанавливается в нерабочее состояние, ключ

15 закрывается, а ключ 16, наоборот, зО открывается, вызывая разряд интегратора 9.. Блокирующий узел 6 срабатывает и выводит из работы блок 4 умножения.

При поступлении очередного импуль- .З5 са с выхода мультивибратора 12 описанные процессы повторяются, в результате чего на выходе блока 4 умножения формируются импульсы, амплитуда которых пропорциональна напряжению 4О источника питающего напряжения и напряжению дополнительных выходных обмоток опорного трансформатора 2 при укаэанном положении "Контроль" переключателя 17,а длительность — времени 4 заряда интегратора 9.В случае увеличения напряжения источника питающего напряжения увеличивается амплитуда импульсов на выходе блока 4 умножения, но при этом уменьшается их дли- о тельность. В случае уменьшения напряжения источника питающего напряжения амплитуда импульсов уменьшается, а длительность увеличивается.

В итоге произведение амплитуды на длительность оказывается независимым от величины напряжения источника питающего напряжения и при положе946 4 нии переключателя 17 "Контроль" сохраняет постоянное значение. Сигнал с выхода блока 4 умножения поступает на вход блока 7 усиления и выпрямления, который выделяет его среднее значение. Если среднее значению сигнала на выходе блока 7 усиления и выпрямления не соответствует величине напряжения на дополнительных выходных обмотках опорного трансформатора 2, то с помощью блока 18 коррекции восстанавливают заданное значение коэффициента передачи устройства, регулируя коэффициент усиления блока 7 усиления и выпрямления изменением сопротивления переменного резистора блока 18 коррекции. Затем переключатель 17 переключают в положение "Измерение, в результате чего на тот же сигнальный вход фазочувствительного вольтметра 3 через переключатель 17 вместо напряжения дополнительных выходных обмоток опорного трансформатора 2, подается напряжение переменного тока, формируемое на выходе датчика 1 при воздействии на датчик 1 измеряемой физическо,". величины, и пропорциональное ей п.з амплитуде.

Работа устройства в положении переключателя 17 "Измерение" происходит таким же образом, как и в положении переключателя 17 "Контроль".

При этом на выходе блока 7 усиления и выпрямления, являющемся выходом устройства, формируется сигнал, среднее значение которого пропорционально измеряемой физической величине и не зависит от изменений напряжения источника питающего напряжения.В то же время использование контроля коэффициента передачи устройства и его коррекции перед измерениями позволяют своевременно выявить и скомпенсировать отклонения коэффициента. передачи, обусловленные изменением параметров элементов устройства,например, резисторов, конденсаторов в блоке 7 усиления и выпрямления, при длительной эксплуатации и тем самым повысить достоверность результатов измерения физических величин.

Формула изобретения

Устройство для измерения физических величин по авт.св. N 1150567, отличающее ся тем, что, с5 1255946 Ь целью повышения достоверности ре- теля, дополнительные выходные обмотэультатов измерения при длительной кн опорного трансформатора .присоедиэксплуатации,в него введены блок кор- иены к другому входу переключателя, рекции и переключатель, а опорный выход переключателя соединен с сигтрансформатор снабжен дополнительны- нальным входом фазочувствительного ми выходными обмотками, соединенными вольтметра, вход блока коррекции подпоследовательно — встречно, причем ключен к выходу блока усиления и выход датчика измеряемой величины выпрямления, а его выход подсоедиподключен к одному входу переключа- нен к выходу блока умножения.

Составитель С.Вейский

Редактор P.Öèöèêà Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4817/44 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно=полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4