Устройство самовозбуждения механических резонаторов частотных датчиков

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение КПД возбуждения частотного датчика, а также повьшение точности частотного датчика - достигается за счет ослабления влияния параметров обмотки возбуждения на частоту автоколебаний. Устройство содержит операционные усилители 1, 4 и 7, обмотки 8.1 - 8.N возбуждения, нелинейный элемент 15, резисторы и конденсаторы . Предложенное схемное выполнение устройства позволяет повысить эффективность возбуждения резонатора путем уменьшения в несколько раз рассеивания энергии на дополнительном сопротивлении (резистор 9), повысить точность датчика за счет того , что изменение индуктивного и активного сопротивлений обмоток возбуждения практически не вызьшает измене-г НИИ фазовой характеристики устройства , приводящих к погрешности датчика. 1 Ш1.у5 с W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

5707 А1 (19) (11) (51)4 G 01 D 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 иле f$

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (Л2-(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4163495/24-21 (22) 19.2 2.86 (46) 15.03.89. Бил. Р 10 (72) И. В. Корольков, А. К. Панкратов, Г. В. Кожарин и P. А. Камальдинова (53) 621.317.39(088.0) (56) Осадчий Е. П. Проектирование датчиков для измерения механических величий. — М.: Машиностроение, 1979, с. 480.

Щепетов А. Г. Корольков И, В. Расчет и проектирование частотных измерительных преобразователей. — M.

ВЗМИ, 1984, с. 73. (54) УСТРОЙСТВО САИОВОЗБУЖДЕНИЯ МЕХ) НИЧЕСКИХ РЕЗОЕ1АТОРОВ ЧАСТОТНКХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин. Цель изобретения — повышение КПД возбуждения частотного датчика, а также повышение точности частотного датчика — достигается за счет ослабления влияния параметров обмотки возбуждения на частоту автоколебаний. Устройство содержит операционные усилители 1, 4 и

7, обмотки 8.1 — 8.Н возбуждения, нелинейный элемент 15, резисторы и конденсаторы. Предложенное схемное выполнение устройства позволяет повысить эффективность возбуждения резонатора путем уменьшения в несколько раз рассеивания энергии на дополнительном сопротивлении (резистор 9), повысить точность датчика за счет того, что изменение индуктивного и активного сопротивлений обмоток возбуждения практически не вызывает измене ний фазовой характеристики устройства, приводящих к погрешности датчика.

1465707

Иэобретеки = от юсится к контроль1

|но-измерительной технике и может быть исп оль зов ако для изме ре ния не элек трических величин.

Цель изобретения — повьппекие КПЛ

5 возбуждения резонатора частотного датчика, а также повьппение точности частотного датчика путем ослабления влияния параметров обмотки возбуждения на частоту автоколебакий.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные операционный усилитель 15, (ОУ) 1, конденсатор 2, резистор 3, ОУ 4, конденсатор 5, резистор 6, ОУ 7, обмотки 8.1-8.N возбуждения, резистор

9 и общую шику, обмотки 10.1-10,N приемника, соединенные последователь- 20 но с весовыми резисторами 11.1

11.N резисторы 12 — 14 обратной связи (ОС) и нелинейный элемент ) 5, причем неинвертируищие входы ОУ l 4 и ? и вторые выводы обмоток 10.1 - 25 !

t10.N приемника соединены с общей шиной, вторые выводы весовых резисторов ,11.1-11 N соединены с иквертирующим входом ОУ 1 и через резистор 12 ОС с его выходом, инвертирующий вход 30 ,ОУ 4 соединен с его выходом через параллельно соединенные резистор 13

l0C и нелинейный элемент 15, второй вывод обмотки 8.N возбуждения,соеди нен через рези р 14 ОС с вертиру-35 ющим входом ОУ 7.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы с обмоток 10.1

lO.N приемника сннфазно, что всегда 1п может быть обеспечено их расположением и фазировкой, подаются через весовые резисторы 11.1 - 11„N на вход

OУ 1 где суммируются и усиливаются.

С выхода ОУ 1 через разделительный конденсатор 2 и резистор 3 переменная составляющая сигнала поступает на инвертирующий вход ОУ 4, в котором происходит ее усиление и ограничение ка уровне, определяемом характеристиками нелинейного элемента 15. Выходной сигнал ОУ 4 через разделительный конденсатор 5 и резистор 6 подается на инвертирующий вход ОУ 7, включенного по схеме с токовой обратной связью и незаземленной нагрузкой. Выходной ток такого каскада не зависит от нагрузки и определяется выражением: bLot - Тьх (1 Аьи + ос) одоп, где входной ток каскада; Е no— сопротивление резистора 9, R« — сопротивление резистора 14 ОС, Линейный режим работы ОУ 7 при заданном выходном токе Т ... обеспечивается подбором резисторов 9 и 14. Таким образом, протекающий по обмоткам 8.1-8.N возбуждения ток не зависит от их параметров и создает электромагнитную силу, поддерживающуи колебания резонатора.

Такое выполнение устройства позволяет повысить эффективность возбуждения резонатора путем уменьшения в несколько раз рассеивания экергки на дополнительном сопротивлении (резистор 9), а также повысить точность датчика 3cl счет того, что изменения индуктивного и активного сопротивлений обмоток возбуждения практически не вызывают изменений фаэовой характеристики устройства, приводящей к погрешности датчика.

Фо рмула изобре тек ия

Устройство самовозбуждения механических резонаторов частотных датчиков, содержащее обмотку приемника, последовательно соединенные первый операционный усилитель, первые конденсатор и резистор и второй операционный усилитель, последовательно соединенные обмотку возбуждения и дополнительный резистор, два резистора обратной связи и нелинейный эле1ент, причем инвертирующий вход первого .операцнонного усилителя соединен с его выходом через первый резистор обратной связи, инвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с его выходом через параллельно соединенные второй резистор обратной связи и нелинейный элемент, а неинвертируищий вход второго операционного усилителя соединен с общей шиной, о т л и ч а и m е е с я тем, что, с целью повьппения КПД возбуждения резонатора частотного датчика при повышении точности частотного датчика, в него введены вторые конденсатор и резистор, третьи операционный усилитель и резистор обратной связи, N весовых резисторов, а обмотки приемника и возбуждения выполнены из

N катушек каждая,,причем первые выводы катушек обмотки приемника соединены с общей шиной, а вторые через соответствующие весовые резисторы.—

Составитель В. Быков

Редактор А. Orap Техред)1.яндык Корректор М. Поко

Заказ 933/4) Тирам 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский коюФинат "Патент",. r.умгород, ул. Гагарина,101

3 )46570 с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, выход второго операционного усилителя через последовательно соединенные

5 вторые конденсатор и резистор соеди-::. нены с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого через соединенные последователь- )p

4 но катушки обмотки возбуждения соединен с первыми выводами дополнительного резистора и третьего резистора обратной связи, вторые выводы которых соединены соответственно с общей шиной и инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неннвертирующий вход которого соединен с общей шиной.