Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для упрощения преобразователя при сохранении точности преобразования. Преобразователь содержит датчик 1, источник 2 питания, источник 3 опорного напряжения и формирователь 4 импульса . Введение блока 5 выборки-хранения и выполнение формирователя 4 импульса в виде компаратора 6, элементов И-НЕ 7,9, резисторов 10 и 11 и конденсатора, осуществляющих функции детектора и компенсатора, позволяет упростить схему преобразователя. Таким образом, снижаются погрешности преобразования, обусловленные влиянием колебания напряжения источника 2 питания при меньших аппаратурных затратах . Это особенно важно в многоканальных системах сбора и обработки информации. 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН (51) 4 Г 01 D 5 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4101560/24-21 (22) 09.06.86 (46) 30.01.88. Бюл. М- 4 (72) M.È,Øèëèíöåâà, В ° Б.Колесников и А.Л.Калашников (53) 531.717.55(088.8) (56) Патент ФРГ М 2933321, кл. С 01 П 5/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1150480, кл. С 01 D 5/22, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для упрощения преобразователя при сохранении точности преобразования. Преоб„„SU „„1370460 А 1 разователь содержит датчик 1, источник 2 питания, источник 3 опорного напряжения и формирователь 4 импульса. Введение блока 5 выборки-хранения и выполнение формирователя 4 импульса в виде компаратора 6, элементов И-НЕ 7,9, резисторов 10 и 11 и конденсатора, осуществляющих функции детектора и компенсатора, позволяет упростить схему преобразователя. Таким образом, снижаются погрешности преобразования, обусловленные влиянием колебания напряжения источника 2 питания при меньших аппаратурных затратах. Это особенно важно в многоканальных системах сбора и обработки информации. 2 ил.

1370460

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к преобразователям напряжения индукционных и трансформаторных датчиков.

Цель изобретения — упрощение преобразователя при сохранении точности преобразования.

На фиг. 1 изображены блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг, 2 — временная диаграмма работы преобразователя.

Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков содержит датчик 1, источник 2 питания, источник 3 опорного напряжения (ИОН), формирователь 4 импульса и блок 5 выборки-хранения (БВХ), причем вход питания датчика 1 подключен к первому выходу источника 2 питания, к второму выходу которого подключен первый вход формирователя 4 импульса, второй вход которого подключен к выходу

ИОН 3, а выход соединен с управляющим входом блока 5 выборки-хранения, вто рой вход которого подключен к выходу датчика 1, вывод БВХ 5 соединен с выходом устройства.

Формирователь 4 импульса содержит компаратор 6, три элемента И-НЕ 7 — 9, два резистора 10 и 11 и конденсатор

12, причем первый и второй входы формирователя 4 импульса соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора 6, выход которого соединен с первыми входами элементов И-НЕ 7 и 8 и с первыми выводами резисторов 10 и 11, второй вывод резистора 10 соединен с потенциалом +5B а второй вывод резистора

11 — с вторым входом элемента И-НЕ 7 и через конденсатор 12 — с общей шиной, выход элемента И"НЕ 7 соединен с вторым входом элемента И-HE 8, выход которого соединен с обоими входами элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с выходом формирователя 4 импульса.

В качестве первичных преобразователей могут быть использованы индукционные датчики типа ДАТ и ДИТ, вращающиеся трансформаторы типа 45В-32, 50Д-32, 90Д и т.д., особенностью которых является необходимость применения источника питания. В качестве такого источника используется генератор, вырабатывающий напряжение синусоидальной формы, к которому не предьявляются требования стабильности амплитуды.

Формирователь 4 импульса также содержит компаратор, служащий для компенсации влияния изменений амплитуды напряжения источника 2 питания, и логическую схему, содержащую три логических элемента И-НЕ и RC-цепоч10 ку, выделяющую импульс заданной длительности по переднему фронту импульсов компаратора формирователя 4 импульса. С выхода компаратора поступают импульсы, длительность которых

15 пропорциональна амплитуде напряжения источника 2 питания в пределах изменения, составляющего, например, 10Х от напряжения питания.

Блок 5 выборки-хранения представ20 ляет собой интегральную схему типа

1100СК2.

Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков работает следующим образом.

26 Напряжение источника 2 питания поступает на датчик 1 и на неинвертирующий вход компаратора 6 формирователя 4 импульса, который преобразует его в прямоугольные импульсы, дли30 тельность которых пропорциональна амплитуде питающего напряжения.

Пропорциональность осуществляется за счет того, что на инвертирующий вход компаратора 6 формирователя 4 импульса поступает напряжение U „ такой величины, что работа компаратора 6 происходит на начальном линейном участке синусоидального напряжения U „ (фиг. 2), угловая частота

40 при этом находится в пределах

0 ((II/9, где ш — угловая частота колебаний напряжения питания °

45 На этом участке напряжение равно

Пи.л д ь оп где U, — амплитудное значение напряжения источника питания; опорное напряжение постоянного тока.

Таким образом, момент выборки определяется по формуле

ы- е вь!6-По„ U„

Логическая схема, состоящая из трех элементов И-НЕ 7 — 9 и RC-цепи, формирует импульс определенной длительности по переднему фронту импульсов, идущих с выхода компарато° 3 1370 ра 6 формирователя 4 импульса (фиг.2).

Эти импульсы управляют работой БВХ 5.

Напряжение выхода в таком случае равно

4 обусловленную влиянием колебания напряжения источника питания, при меньших аппаратурных затратах, что особенно важно в многоканальных системах сбора и обработки информации.

Введение формирователя 4 импульса и БВХ 5, осуществляющих функции детектора и комленсатора, упрощает схему измерительного преобразователя напряжения индукционных датчиков.

Таким образом, предлагаемый преобразователь (ло сравнению с известными) снижает погрешность преобразования, 40

45 где k — коэффициент передачи датчика 1;

F — сила давления; 10 — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, при правильно выбранной величине опорного напряжения в зависимости от колебаний напряжения источника питания, можно получить измерительный диапазон, в котором влияние изменений U, „ íà U 8„„ исключается.

Формирование импульса управления 20

БВХ 5 осуществляется при равенстве напряжений на прямом и инверсном входах компаратора 6.

Если, например, амплитуда напряжения питания датчика увеличится, то 25 переключение компаратора произойдет раньше, благодаря чему выходное напряжение БВХ 5 останется неизменным при постоянной силе F давления. .Так как формирование импульса управления gp

БВХ 5 происходит только при положительной или только при отрицательной фазе напряжения питания датчика (в зависимости от знака эталонного напряжения), то происходит также и детек35 тирование выходного напряжения датчика.

Формула и з о бр е те н ия

Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков, содержащий источник питания, датчик, формирователь импульса и источник опорного напряжения, причем первый выход источника питания соединен с входом питания датчика, о т л ич а ю шийся,тем, что, с целью упрощения преобразователя при сохранении точности преобразования, в него введен блок выборки-хранения, а формирователь импульса содержит компаратор, три элемента И-НЕ, два резистора и конденсатор, причем второй выход источника литания и выход источника опорного напряжения соединены соответственно через первый и второй входы формирователя импульса с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, с шиной питания через первый резистор и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и через конденсатор — с общей шиной, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с обоими входами третьего элемента И-НЕ, выход которого через выход формирователя импульса соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом датчика, а выход — с выходом устройства.

Uynp авиа. 2

Составитель В.Быков

Редактор А,Ревин - Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 409/39 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная,4