Многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал

 

Изобретение относи гся к электроизмерительной технике. Введение в многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал резистора 5, триггера 15, формирователя 14, 20 логического умножения и новых электрических связей между функциональными элемейтами повышает его быстродействие за счет снижения уровня запасаемой энергии в индуктивности дифференцирующего трансформатора и обеспечения оптимального режима рассеивания энергии пос ле завершения процесса преобразования . 1 ил. 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3993467/24-21 (22) 16. 12.85 (46) 30,04.87. Бюл. ¹ 16 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) H.Н.Васин, Ю.Н.Секисов, О.П.Скобелев, К.Д.Сосняков и H.M.Шлыков (53) 621.317.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 839048, кл. G 01 R 27/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 326524, кл . G 01 R 27/26, 1972. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПАРАМЕТРОВ ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ В

ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Введение в многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал резистора 5, триггера 15, формирователя 14, б ока 20 логического умножения и новых электрических связей между функциональными элемейтами повышает его быстродействие за счет снижения уровня запасаемой энергии в индуктивности дифференцирующего трансформатора и обеспечения оптимального режима рассеивания энер.гии после завершения процесса преоб.,разования. 1 ил.

1307391

Изобретение относится к электроизмерительной технике °

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет сокращения времени опроса датчиков, снижения уровня запасаемой энергии в индуктивности дифференцирующего трансформатора в процессе преобразования параметров датчика в импульсный сигнал и обеспечения оптимального режима рассеива- 10 ния энергии после завершения процесса преобразования.

На чертеже изображена схема многоканального преобразрвателя параметров индуктивных датчиков в импульсный 15 сигнал.

Многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал содержит клеммы 1 для подключения индуктивных датчи- 20 ков, дифференциальный трансформатор

2, блок 3 аналоговых ключей, источник 4 постоянного напряжения, резистор 5, ключ 6, буферный усилитель 7. временной селектор 8, операционный усилитель 9, диод 10, конденсатор 11, разрядный ключ 12, амплитудный детектор 13, формирователь 14, триггер 15, генератор 16 тактовых импульсов, блок

17 управления, распределитель 18, 30 блок 19 совпадений и блок 20 логического умножения, индуктивные датчики через клеммы 1 для их подключения и аналоговые ключи 3 соединены с первичной обмоткой дифференциально- 35

ro трансформатора 2.

Между средними точками обмоток датчиков и заземленной средней точкой первичной обмотки трансформатора 2 40 включен источник 4 постоянного напряжения. Цепочка из последовательно соединенных резистора 5 и шунтирующего ключа б включена параллельно выходной обмотке дифференцирующего 45 трансформатора 2, которая подключена ко входу буферного усилителя 7. Выход усилителя 7 через временной селектор

8 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 9, который вместе с диодом 10, конденсатором 11 и разрядным ключом 12 образуют амплитудный детектор 13. Точка соединения диода 10, конденсатора 11 и ключа 12 является выходом и соединена с инвер- 55 тирующим -вхоцом усилителя 9. Выход усилителя 9 соединен через формирователь 14 с К-входом триггера 15, S-вход которого соединен с первым выходом блока 17 управления, соединенного с генератором 16 тактовых импульсов, Первый выход блока 17 соединен с управляющим входом разрядного ключа 12 и входом распределителя 18.

Каждый из п (по числу каналов) выходов распределителя 18 соединен с одним из входов соответствующего логического блока совпадений. Выходы блока совпадений соединены с соответствующими управляющим входам пары аналоговых ключей. Вторые входы элементов блока 19 совпадений объединены и соединены с выходом триггера 15. Выход триггера 15 соецинен также с управляющим входом шунтирующего ключа

6 и с одним из входов блока 20 логического умножения. Второй вход блока

20 соединен со вторым выходом блока

17 управления, а выход — с управляющим входом временного селектора 8.

Многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал работает следующим обр азом.

Генератор 16 запускает блок 17 управления, который вырабатывает тактовые импульсы на своем первом выходе. Тактовые импульсы поступают на распределитель 18, на S-вход триггеРа 15 и на управляющий вход разрядного ключа 12. Разрядный ключ 12 на время действия тактового импульса замыкается и разряжает конденсатор 11 до нулевого уровня, существующего к этому времени на входе усилителя

9. Одновременно триггер 15 устанавливается в состояние "1", размыкая ключ 6 и подавая сигнал "единичного" уровня на объединенные входы блока

19 совпадений. С приходом каждого тактового импульса распределитель последовательно формирует и подает сигналы единичного уровня на соответствующие вторые входы блока 19 совпадений ° В результате формируется управляющий сигнал поочередно на каждом из выходов блока 19 совпадения.

При поступлении сигнала управления с выхода блока 19 совпадений на управляющий вход соответствующей пары аналоговых ключей последние замыкаются. В измерительной цепи, образованной одним из датчиков, подключенным к клеммам 1 парой ключей 3, дифференцирующим трансформатором 2 и источником 4 постоянного напряжения начинается переходной процесс преобразования разности индуктивности плеч датчика в импульсный сигнал Ь, „, амплитуда которого пропорциональна

2 1 2 где Ь и 1, — индуктивности соответ2 ственно верхнего и нижнего плеч датчика.

При этом происходит накопление 1О энергии в трансформаторе 2.

Для устранения влияния паразитного выброса на дальнейшее преобразование временной селектор 8 закрывает вход усилителя 9 на время, когда воз-15 можно появление паразитного выброса.

Для этого на выходе блока 20 формируется управляющий импульс, как. конъюнкция сигнала с второго выхода блока 17 управления и сигнала с вы в 20 хода блока 15. Закрывается селектор

8 по заднему фронту импульса, формиI руемого триггером 15. Напряжение U»„ поступает на неинвертирующий вход усилителя 9 и заряжает конденсатор. 25

11 через диод 10 до амплитудного зна1 чения сигнала У,„ . При уменьшении

U „,„ êoHäåHñàòoð 11 остается заряженным до амплитудного значения, так как напряжение с конденсатора по 30 цепи обратной связи подается на инвертирующий вход усилителя 9. Операционный усилитель при этом переходит из области положительного насыщения в область отрицательного насьпцения и запирает диод 10, Поэтому заряд на конденсаторе 11 остается практически неизменным в течении времени, необходимого для преобразования амплитуды сигнала в цифровой код. Напряжение, 40 снимаемое с конденсатора 11, является выходным сигналом преобразователя и при необходимости преобразуется в цифровой код.

Когда усилитель 9 переходит в область отрицательного насьпцения, то выходное напряжение с усилителя 9 подается на формирователь 14. Сигнал с выхода формирователя возвращает триггер 15 в "нулевое" состояние.

При этом выходной сигнал блока 19 совпадений размыкает пару аналоговых ключей 3. Одновременно замыкается ключ 6. Начинается процесс рассеивания энергии, накопленной в трансформаторе 2. Последовательно с ключом

6 включен резистор 5, сопротивление которого к =О,5, г — — — — где p =-1 1,, /С, С и L — собственные емкост . и

ТР индуктивность дифференцирую— щего трансформатора 2, r — сопротивление выходной обмотки трансформатора 2.

В критическом режиме выходное напряжение (при условии p » r) равно

- ь, 1

Ueb3, = С (Б (1 +Кс)

I (gt)

1 1

2L 2RC 2RC

П вЂ” значение U ы„в момент

I — ток через выходную обмотку о трансформатора 2.

Временной с електор 8 пропускает на вход операционного усилителя 9 максимум сигнала U „с прилегающей обпы ластью.

Формирователь 14 формирует на своем выходе короткий импульс по отрицательному периоду на входе.

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал, содержащий клеммы для подключения дифференциальных индуктивных датчиков, соединенных с первичной обмоткой диффер енцирующег о трансформатора через блок аналоговых ключей, ключ, один из выводов которого соединен с одним выводом выходной обмотки дифференцирующего трансформатора, оба вывода которой соединены с дифференциальным входом буферного усилителя, выход которого соединен через временной селектор с амплитудным детектором, источник постоянного напряжения, соединенный со средним выводом индуктивных датчиков через одну из клемм, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход блока соединен с управляющим входом амплитудного детектора и входом распределителя, выходы которого соединены с входами блока совпадения, выходы которого соединены с управляющими входами блока аналоговых ключей, отличающийся тем, что,с целью повышения быстродействия за счет снижения уровня запасаемой энергии в индуктивности дифференцирующего трансформатора и обеспечения оптимального режима рассеивания энергии

1307391

Составитель Н.Кринов

Техред Л.Сердюкова Корректор M,Äåì÷èê

Редактор А,Ревин

Заказ 1628/45

Ти аж 7 31 Подписное

ВИИИПИ 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 после завершения процесса преобразования, в него введены резистор, триггер, формирователь и блок логического умножения, причем один вывод резистора соединен с другим выводом ключа, а другой вывод — с другим выводом дифференцирующего трансформатора, дополнительный выход амплитудного детектора через формирователь соединен с входом сброса триггера,,10 вход установки которого подключен к первому выходу блока управления, а выход триггера соединен с управляющим входом ключа, с вторым входом блока совпадений и с одним из входов блока логического умножения, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход блока логического умножения соединен с управляющим входом временного селектора.