Автогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может использоваться в машиностроении и приборостроении. Цель изобретения - повышение температурной стабильности вьгходных параметров автогенерат-орного преобразователя перемещений, которая достигается благодаря стабилизации эмиттерных токов транзисторов преобразователя. Преобразователь, имеющий четыре последовательные цепи 4-7, состоящие каждая из резистора , транзистора и стабилитрона, снабжен четырьмя усилителями 22-25, которые более чем на порядок уменьшают влияние температуры окружающей среды на вьпсодной параметр, являющийся функцией перемещения подвижной части магнитопровода 26. 1 ил. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц11 4 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4170792/24 — 28 (22) 30. 12.86 (46) 23.05.88. Бюл. N - 19 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) Г.Н.Кирюшин (53) 62 1.337.7.082.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1035757, кл. G 0 1 В 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1108326, кл. G 01 В 7/00 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 769306, кл. G 01 В 7/00, 1978. (54) АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измери„;SU„„1397706 А1 тельной технике и автоматике и может использоваться в машиностроении и приборостроении ° Цель изобретения повышение температурной стабильности выходных параметров автогенераторного преобразователя перемещений, которая достигается благодаря стабилизации эмиттерных токов транзисторов преобразователя. Преобразователь, имеющий четыре последовательные цепи 4-7, состоящие каждая из резистора, транзистора и стабилитрона, снабжен четырьмя усилителями 22-25, которые более чем на порядок уменьшают влияние температуры окружаюшей среды на вьгсодной параметр, являющийся функцией перемещения подвижной части магнитопровода 26. 1 ил.

1397706

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в приборостроительной промышленности.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходных параметров автогенераторного преобразователя перемещений, помехоустойчивости и улучшение условий воз- 10 буждения благодаря стабилизации эмиттерных токов транзисторов путем введения в схему четырех операционных усилителей.

На чертеже изображена принципиаль-15 ная схема преобразователя.

Схема содержит дифференциальный трансформатор 1, детектор 2 с фильтром, подключенный к выводам измерительной обмотки дифференциального 20 трансформатора 1, блок 3 питания, выполченный из д:ух последовательно соединенных источников постоянного напряжения, четыре последовательные цепи 4"7, соединенные попарно парал- 25 дельно. Первая последовательная цепь

4 состоит из резистора 8, эмиттерколлекторного перехода транзистора

9 прямой проводимости и стабилитрона

10, зашунтированного резистором ii, 30 вторая последовательная цепь 5 — из стабилитрона 12, коллектор-эмиттерного перехода транзистора 13 обратной проводимости и резистора 14. Резистор

8 первой и анод стабилитрона 12 второй последовательных цепей соединены и подключены к средней клемме блока

3 питания. Катод стабилитрона 10 первой и резистор 14 второй последовательных цепей подключены к отрица- 10 тельной клемме блока 3 питания.

Третья последовательная цепь 6 состоит из стабилитрона 15, коллекторзмиттерного .перехода транзистора 16 прямой проводимости и резистора 17, четвертая последовательная цепь 7 из резистора 18, эмиттер-коллекторного перехода транзистора 19 обратной проводимости и стабилитрона 20, зашунтированного резистором 2 1. Катод стабилитрона 15 и резистор 18 соединены и подключены к средней клемме блока 3 питания.

Анод стабилитрона 20 и. резистор 17 также соединены и подключены к плюсовой клемме источника 3 питания.

Соединены и коллекторы транзисторов

13 и 16. Обмотка возбуждения дифференциального трансформатора 1 включена между средней клеммой блока 3 питания и коллекторами транзисторов 13 и 16, Операционные усилители 22-25 соединены своими выходами с базами транзисторов 9, t3 16 и 19 соответственно. Инвертирующие входы операционных усилителей 22-25 соединены с эмиттерами транзисторов 9, 13, 16 и

19 соответственно. Неинвертирующие входы операционных усилителей 22 и

25 соединены и подключены к коллекторам транзисторов 13 и 16. Неинвертирующие входы операционных усилителей 23 и 24 подключены к коллекторам транзисторов 9 и 19 соотве . твенно.

Положительные выводы пит=, я операционньгх усилителей 22 и 23 соединены с отрицательными вывод. и питания операционных усилителей 24 и 25 и подключены к средней клемме блока 3 питания. Отрицательные выводы питания операционных усилителей 22 и 23 подключены к минусовой клемме блока

3 питания. Положительные выводы питания операционных усилителей 24 и 25 соединены с положительной клеммой блока 3 питания. Дифференциальный трансформатор 1 имеет подвижную часть магнитопровода 26.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении питания в силу несимметрии пусть начальный ток коллектора транзистора l3 больше коллекторного тока транзистора 16, тогда

ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения дифференциального трансформатора, приложенная к входу операционного усилителя 22, увеличивает ток коллектора транзистора 9, этот ток, проходя через резистор 11, попадает на вход операционного усилителя 23 и еще больше увеличивает ток коллектора транзистора 13 (кольцо замкнулось, положительная обратная связь) . Процесс лавинообразного нарастания тока коллекторов транзисторов 9 и 13 заканчивается в момент "пробоя" стабилитронов 10 и 12. В этот момент положительная обратная связь переходит в отрицательную и стаоилизирует напряжение на стабилитронах 10 и 12 и токи через них. Причем осуществляется принцип кольцевой стабилизации, а именно: чем стабильнее напряжение на стабилитроне 12 тем стабильнее ток через стабилитрон 10, тем стабильнее напряжение на нем и стабиль1397706

25

35

55 нее ток через стабилитрон 12, а чем стабильнее ток через него, тем стабильнее напряжение на нем (кольцо замкнулось) . с

Следовательно, в момент подключения источника питания к устройству ток через стабилитрон 12 устанавливается скачком до стабильной величины, определяемой параметрами стабилитрона 10 и резистора 14. Далее этот ток начинает убывать, а через обмотку возбуждения дифференциального трансформатора 1 нарастать. В момент времени, когда ток через обмотку дифференциального трансформатора 1 становится равным току коллектора транзистора 13, стабилитрон 12 закрывается, что приводит к инверсии ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения дифференциального трансформатора 1, а это, в свою очередь, закрывает транзисторы 9 и 13 и открывает транзисторы 16 и 19, и процесс перераспределения тока коллектора транзистора 16 между стабилитроном 15 и обмоткой возбуждения дифференциального трансформатора 1 повторяется. Таким образом, к обмотке дифференциального трансформатора приложено напряжение прямоугольной формы стабильной амплитуды и частоты. Причем стабильность амплитуды и частоты сохраняется в широком интервале температур окружающей среды, так как операционные усилители поддерживают токи транзисторов в соответствии с величиной напряжений стабилитронов. Наряду с температурной стабильностью достигается и помехоустойчивость, и улучшаются условия

I благодаря оригинальному включению усилителей.

Формула изобретения

Автогенераторный дифференциальнотрансформаторный преобразователь перемещений, содержащий дифференциальный трансформатор с подвижной частью магнитопровода, детектор с фильтром, подключенный к выводам измерительной обмотки дифференциального трансформатора, блок питания, выполненный из двух последовательно соединенных источников постоянного напряжения, четыре последовательные цепи, соединенные. попарно параллельно, первая последовательная цепь состоит из резистора, эмиттер-коллекторного перехода транзистора прямой проводимости и стабилитрона, шунтированного резистором, вторая последовательная цель — из стабилитрона, коллекторэмиттерного перехода транзистора обратной проводимости и резистора, резистор первой и анод стабилитрона второй последовательных цепей соединены и подключены к средней клемме блока питания, катод стабилитрона первой и резистор второй последовательных цепей подключены к минусовой клемме блока питания, третья последовательная цепь состоит из стабилитрона, коллектор-эмиттерного перехода транзистора прямой проводимости и резистора, четвертая последовательная цепь — из резистора, эмиттер-коллекторного перехода транзистора обратной проводимости и стабилитрона, шунтированного резистором, анод стабилитрона четвертой и резистор третьей последовательных цепей соединены и подключены к плюсовой клемме блока питания, резистор четвертой и катод третьей последовательных цепей соединены и подключены к средней клемме блока питания, коллекторы транзисторов второй и третьей последоват".льных цепей соединены между собой, обмотка возбуждения дифференциального трансформатора включена между средней клеммой блока питания и коллекторами транзисторов второй и третьей последовательных цепей, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходных параметров, помехоустойчивости и улучшения условий возбуждения, в него введены четыре операционных усилителя, выход каждого из которых соединен с собственным инвертирующим входом через база-эмиттерный переход транзистора соответствующей последовательной цепи, неинвертирующие входы операционных усилителей первой и четвертой последовательных цепей соединены и подключены к коллекторам транзисторов второй и третьей последовательных цепей, неинвертирующие входы операционных усилителей второй и третьей последовательных цепей под— ключены соответственно к коллекторам транзисторов первой и четвертой последовательных цепей, положительные выводы питания операционных усилителей третьей и четвертой последо— t397706 тельных цепей подключены к минусовой клемме блока питания, остальные выводы питания операционных усилителей подключены к средней клемме блока питания . вательных цепей подключены к плюсовой клемме блока питания, отрицательные выводы питания операционных усилителей первой и второй последова5

Составитель К.Тавлинов

Техред Л.Олийнык Корректор И,МУска

Редактор И.Николайчук

Заказ 2597/37

Тираж 68О

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