Трансформаторный преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения линейных перемещений и неэлектрических величин, связанных с перемещением. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет выбора эффективной функции преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь , содержащий магнитопровод 1 с первичной обмоткой 19, двумя вторичными обмотками 11 и 15 и подвижным короткозамкнутым витком 2, источник 3 переменного тока, блок 9 регистрации, введены три вычитателя 4, 5 и 7, умножитель 6, делитель 8 и шина 10 постоянного сигнала. Введение указанных блоков с их связями позволяет реализовать эффективный алгоритм формирования функции преобразования , обеспечивающий независимость выходной величины от аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности преобразователя . 1 ил. ю % (Л оо о О5 ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (594 6 01 В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;::3 .

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ний и неэлектрических величин, связанных с перемещением. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет выбора эффективной функции преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий магнитопровод с первичной обмоткой 19, двумя вторичными обмотками 11 и 15 и подвижным короткозамкнутым витком 2, источник 3 переменного тока, блок 9 регистрации, введены три вычитателя 4, 5 и 7, умножитель 6, делитель 8 и шина 10 постоянного сигнала.

Введение указанных блоков с их связями позволяет реализовать эффективный алгоритм формирования функции преобразования, обеспечивающий независимость выходной величины от аддитивной и мультипли- Я кативной составляющих погрешности преобразователя 1 и1 а

С:: (21) 4017121/24-28 (22) 05.02.86 (46) 15.05.87. Бюл. № 18 (71) Куйбышевский инженерно-строительный институт им. А. И. Микояна (72) И. В. Семерков, В. А. Зубков, В. В. Смирнов и В. M. Радомский (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) ByëüBåò Дж. Датчики в цифровых системах. М.: Энергоиздат, 1981, с. 192.

Электрические измерения неэлектрических величин. /Под ред. П. В. Новицкого.

Л.: Энергия, 1975. (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения линейных перемеще1310618

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах и информационно-измерительных системах для высокоточного измерения линейных перемещений и неэлектрических величин, связанных с перемещением.

Цель изобретения — повышение точности измерения перемещения за счет выбора эффективной функции преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит магнитопровод 1, короткозамкнутый виток 2, источник 3 переменного тока, вычитатели 4 и 5, умножитель 6, вычитатель 7, делитель 8, блок

9 регистрации, шину 10 постоянного сигнала, вторичную обмотку 11, имеющую начало !2, промежуточный вывод 13 и конец 14, вторичную обмотку 15, имеющую начало 16, промежуточный вывод 17 и конец 18, первичную обмотку 19.

На магнитопроводе 1 расположены короткозамкнутый виток 2, первичная обмотка 19 и вторичные обмотки 11 и 15. Первичная обмотка 19 подключена к источнику 3 переменного тока. Выход вычитателя 4 подключен к входу умножителя и вычитающему входу вычитателя 7. Выходы умножителя 6 и вычитателя 7 подключены к входам делителя 8, выход которого подключен к входу блока 9 регистрации.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

Функция преобразования преобразователя перемещений описывается уравнением вида:

Y = Ao+AX, (1) где Х вЂ” входное перемещение короткозамкнутого витка 2;

Y — выходной сигнал преобразователя (например, напряжение);

Ао, А — параметры функции преобразования.

Нестабильность коэффициентов Ao, Ai под влиянием случайных факторов и временного дрейфа параметров преобразователя являются источником погрешности измерения линейных перемещений.

Для устранения влияния вариации указанных параметров на точность измерения перемещений в преобразователе производится следующая последовательность операций.

В начальном положении короткозамкнутый виток 2 устанавливается симметрично относительно обмоток !1 и 15, что соответствует начальному значению входной величины Х.

На первый дифференциальный вход вычитателя 4 поступает сигнал с выводов 12 и 13 обмотки 11, а на второй — — с выводов

16 и 17 обмотки 15. Величины этих сигналов (уI и у соответственно) связаны с измеряемым перемещением Х соотношением

У = Ао + Ai (Xo + X); (2)

Yg == Ao + А (Xo — Х) .

5 На первый дифференциальный вход вычитателя 5 поступае.. суммарный сигнал с обмотки 11 (выводы 14 и 12), а на второй дифференциальный вход — суммарный сигнал с обмотки 15 (выводы 16 и 18).

Величины этих сигналов (Уо и У4, соответственно) равны

Уо = Ао + Ai (Xo + Х + Л);

У4 = Ао + А (Хо — Х вЂ” Л), (3) 15 где л — известная величина напряжения, пропорциональная смешению секции с выводами 13, 4 (17, 18), вторичной обмотки относительно секции с выводами 12, 13 (16, 17) этой обмотки.

2Q На выходе блока 4 сигнал пропорционален величине (Y — Y ), а на выходе блока 5 — (Yo — Y ). С выходов блоков 4 и 5 сигналы поступают на вход вычитателя 7, где сравниваются, а на выходе формируется сигнал ((Yo — Yg) — (Y) — Y2) ).

На умножителе 6 перемножаются сигналы (Yi — Y ) и Л. Сигналы с выходов

3О блоков 6: (Уч — Y ) и 7: ((Yo — Y<) — (Yi — Y ) ) делят на делителе 8, а результат (перемещение Х) регистрируют в блоке 9.

Из системы уравнений !2) и (3) находят:

Х— (УЗ У4) (Yf У2)

Ь.(4) Указанный алгоритм (4) реализуется в трансформаторном преобразователе перемещений. Из формулы (4) видно, что резуль40 тат измерени" Х не зависит от параметров Ао и Ai (аддитивной и мультипликативной составляющих погрешностей), что позволяет достичь высокой точности измерения перемещений.

Трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий магнитопровод с

5О размещенными на нем первичной обмоткой, двумя вторичными обмотками и подвижным короткозамкнутым витком, источник переменного тока и блок регистрации, выводы первичной обмотки подключены к источнику переменного тока, отличающийся тем, 55 что, с целью повышения точности, оно снабжено тремя вычитателями, умножителем, делителем и шиной постоянного сигнала, а каждая вторичная обмотка имеет промежу1310618

Составитель В. Подолян

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 1761/35 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з точный вывод, начало первой вторичной обмотки подключено к первому суммирующему входу первого вычитателя и первому вычитающему входу второго вычитателя, промежуточный вывод — к первому вычитающему входу первого вычитателя, а конец— к первому суммирующему входу второго вычитателя, начало второй вторичной обмотки подключено к вторым вычитающим входам первого и второго вычитателей, промежуточный вывод — к второму суммирующему входу первого вычитателя, выход которого подключен к первому входу умножителя и вычитающему входу третьего вычитателя, конец второй вторичной обмотки подключен к второму суммирующему входу второго вычитателя, выход которого подключен к суммирующему входу третьего вычитателя, выход которого подключен к первому входу делителя, выход которого подключен к входу блока регистрации, шина постоянного сигнала подключена к второму входу умножителя, выход которого подключен к второму входу делителя.