Преобразователь сигнала дифференциально-трансформаторного датчика

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционного измерения неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение точности преобразования. В преобразователь, содержащий компаратор 1, синхронный детектор 2, источник опорного напряжения 4, стабилизированный генератор 7, дифференциально-трансформаторный датчик (ДТД) 11 и усилитель 12 напряжения, введены компараторы 8 и 10, фильтр 3, суммирующий преобразователь 5 напряжения в унифицированный токовый сигнал, датчик 6 тока, фазосдвигающий трансформатор 9 и управляемый инвертор 13 с ключом 14. Цель достигается созданием общего контура отрицательной обратной связи, за счет чего устраняется погрешность, вызванная изменением тока в первичной обмотке ДТД 11 под действием дестабилизирующих факторов, и повышается точность преобразования сигнала ДТД 11 в унифицированный токовый сигнал. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()Ю (И) Р1) С01ПЗ !2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4382961/24-21 (22) 28 ° 0 I 88 (46) 1,03.90. Ьюл.. К 10 (71) Специальное конструкторское бюро

"l азприборавтоматика" (72) В.IO. Рыбаков, В.И. Чикин, А.Ь. Иельзак и А.С. Степунин (У) 621.314.39(088.8) (56) Патент Великобритании 11 2021777, кл. 0 01 Ь 9/00, 19?9.

Авторское свидетельство СССР

Р 1286903, кл. С 01 Р 5/12, 1984. (g4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРИАТОРНОГО ДАТЧИКА (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционного измерения неэлектрических величин. Цель изобретения повышение то юности преобразования. В

2 преобразователь, содержащий компаратор 1, синхронный детектор 2, источник опорного напряжения 4, стабилизированный генератор 7, дифференциальнотрансформаторный датчик (ДТД) 11 и усилитель l2 напряжения, введены компараторы 8 и 10, фильтр 3, суммирующий преобразователь 5 напряжения s унифицированный токовый, сигнал, датчик 6 тока, фазосдвигающий трансформатор 9 и управляемый инвертор 13 с ключом 14. Цель достигается созданием общего контура отрицательной. обратной связи, за счет чего устраняется погрешность, вызванная изменением тока в первичной обмотке ДТД 11 под ср действием дестабилизирующих факторов, 9 и повышается точность. преобразования сигнала ДТД 1.1 в унифицированный токовый сигнал. 1 ил. С:

3 1Я0321

Изобретение относи ся к оЬласти автоматики и может Ьыть испольэовано в си-темах дистанционного измерения неэлект ри ч ес ки х параметров дгlя согласования выходных сигналов дифференциально-трансформаторных датчиков (ДТД), например перепада давления, давления и т.д., с системами автоматического управления и контроля.

Целью изобретения является повышение точности преобразования сигна° ла дифференциально-трансформаторного датчика. 15

Па чертеже представлена схема г>реобра зова теля сиг нала ДТД.

Преобразователь содержит компараiop 1, синхронный детектор 2, фильтр

3, двухполярный источник 4 опорного напряжения (ИОН), вырабатывающий два

Bb!cQKocTBбильных опорных напряжения, суммирующий преобразователь напряжения (в унифицированный токовый сигнал),. датчик б тока, выполненный в виде резистора, стабилизированный гe нератор 7, компаратор 8, фазосдвигаюший трансформатор g, компаратор 10, Д Ц1 11,. усилитель 12 напряжения, уп— равляемый инвертор 13 с ключом 14, прилем выход компаратора 1 через стабилизированный генератор 7 соединен с входом фазосдвигаюц>его трансформатора g и первым выводом первичной обмотки ДТД 11, второй вывод которой соединен с первым выводом датчика 6 то35 ка и первыми входами синхронного детектора 2 и компаратора 8, выход которого соединен с управляющим входом синхронного детектора 2, выход которого соединен со вторым входом компаратора 1, первый вход которого соедлнен с первым выходом двухполярного

ИОН 4 и первым входом суммирующего преобра зоват пя j, напряжения в унифицированный токовый cHf нал, второй вход которого соединен с выходом фильтра, третий вход - с вторым выходом двухполярного ИОН 4, а выход с выхолом устройства, вторичная обмотка ДТД 11 подключена к входу усилителя 12 напряжения, выход которого через управляемый инзертор 13 соедичен с входом филь-ра >, выход фазосдвигающего трансформатора Я соединен

r,c с первь.м входом компаратора 10, выход которого соединен с управляющим входом ключа 14, выход которого соединен управляющим входом управляемого инвертора 13, второй вывод датчика 6 тока, вторые входы компараторов 8 и

10 и вход ключа 14 соединены с общей ши ной, Преооразователь рабогает следующим оЬразом.

Двухполярный ИОН 4 вырабатывает два высокостабильных опорных напряжения, используемые в схеме стаЬипиэации выходного напряжения стабилизирова нного генератора 7 и схеме формирования выходного токового сиг; àëà суммирующим преоЬразователем 5 напряже; ния B унифицированный токовь>й сигнал, 1(омпаратор 1 непрерывно сравнивает выходное напряжение с пер вого выхода двухполярного ИОН 4, поступающее на сгo первый вход, с выпрямленным переменным напряжением с датчика 6 тока, поступающим на его втоэой вход с Bb! хода синхронного дегектора 2. Выходной сигнал компаратора 1 поступает на управляющий вход стабилизированного генератора 7, выходное напряжение с которого поступает на первичную оЬмотку ДТД 11. При этом любое изменение тока, текущего через tteрвичную обмотку ДТД,1, приводит к изменению падения напряжени.-: >;а дат -Ivl e

:6 тока и, следовательно„к изменению выходного напряжения синхронного детектора 2, что, в свою очередь, приводит к изменению управляющего воздейст вия на стабилизироза нный г.енератор 7 и компенсации изменения тока увеличением или уменьшением амплитуды выходного напряжения стаоилизированного генератора 7, г.е, увеличение или уменьшение сопротивления пер. вичной оЬмотки ДТД 11 приводит к увеличению или уменьшению амплитуды выходного напряжения стабилизированного генератора

Для точного преобразования переменного напряжения, г>оступающего с выхода датчика 6 тока. в постоянное в схеме преобразователя применен синхронный детектор 2, управ>пяющий сигнал для которого формируется компаратором 8 из того ><е сигнала с вь>хода датчика 6 тока .

Таким образом, стабилизация тока пита ния первичной обмот ки ДТД 11 осуществляется с помощью одного контура обратной связи, состоящего из датчика

6 тока, синхронного детектора 2, компаратора 1, стабилизироэа ч ot-o г енератора 7 и первичной обмотки Д>Д 11, 1Я0321

Таким образом, нестабильность величины тока, питающего первичную обмотку

ДТД 11, зависит только от точности одного элемента — компаратора 1 и контура обратной связи, охватывающе5 го всю цепь питания ДТД 11.

Выходное напряжение с вторичной обмотки ДТД 11 поступает на усилитель

12 напряжения, с выхода которого уси— ленный сигнал переменного напряжения поступает на инвертор 13, второй вход которого через ключ 14 подключен общей шине, на вход ключа 14 поступает сформированный третьим компаратором 10 выходной сигнал фаэосдвигающего трансфорчатора g, сдвигающегп фазу выходного,апряжения стабилизи-рованного генератора 7, предназначенного для синхронизации фаз управляю- 20 щего и полезного сигналов на входах упра вляемого инвертора 13, знак коэф-фициента передачи которого изменяется при замыка нии ключа 14.

Выходное пульсирующее нагряжение 25 управляемого инвертора 13 поступает на вход фильтра 3, где происходит его фильтрация.

Вь:ходной суммирующий преобразова†тель 5 напряжения в унифицированный токовый сигнал суммирует выходные напряжения двухполярного ИОН - с выходным напряжением фильтра 3. Регулировки, имеющиеся в суммирующел преобразователе g напряжения в унифицированный токовый сигнал, позволяют устанавливать значения начальнсго и максимального уровней выход ого сигнала устройства.

Изменение полярности включения BTQ go ричной обмотки фазосдвигающего трансформатора ч приводит к изменению полярности выходного сигнала управляемого инвертора 13 и выходного сигнала суммирующего преобразователя g нап->ряжения в уницифированный токовый oèã— нал, что расширяет область применения преобразователя сигнала ДТД.

Таким образом, за счет введения контура оЬратной связи устранена погрешность, вызванная изменением тока в первичной оЬмотке ДТД при изменении условий эксплуатации, что и позволило повысить точность преобразования сигнала ДТД в унифицированный токовый сигнал.

Ф о р м у л а и з о Ь е т е и;; я.

Преобразователь сигнала д - :1еренциально-трансформаторного д чика, содержащий источник опорно; о напряжения, первый компаратор, синхронный детектор, стаЬилизированный генератор, дифференциально-трансформаторный дат— чик и усилитель напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого соединен с выходом синхронr oão д".тектора, а выход — с управляющим входом стабилизированногоо генератора, «горичная об> отка дифферен 1иально-т-. нсформаторного датчика подключена :. входу у,, †:ителя напряжения, о т л и ч à ю шийся тем, что, с 1елью повышения точности, в него вве ены:.; о ой компаратор, датчик тока, йазосдвигаюций трансформатор, трет::1 компаратор, упра вляемый инвертор, ключ, фильтр и суммирующий преоЬразователь напряжения, а источник опорного напряжения выполнен двухполярным, причем первый вход первого компаратора соединен с первым входом с1:ммирующего преобразователя напряжения, второй вход ко"оро-о соединен с Bblxодом фильтра, трети и вход — с B TODblH вь ходом ис точ ника opopHof напряжения, а выход - с выходом устройства, выход стабилизированного генератnp3 соединен с Вхо дом фазосдвигающего трансформатора и первым выводом вервичной обмотки дифференциально-трансформаторного дат чика, второй вывод которой соединен с первьм входом синхронного детектора, первым выводом датчика тока и первым входом второго компаратора, выход которого соединен с входом управления синхронного детектора, выход фазосдвигающего трансформатора соединен с первым входом трет ьего компаратора, выход которого соединен с упра вляющим входом ключа, выход которого соединен с входом управления yrpÿвляемого инвертора, второй вход которого соединен с выходом усилителя напряжения, а выход упра вляемого инвертора соединен с входом фильтра, второй вывод датчика тока, вторые входы второго и третьего компараторов и второй вход ключа соединены с общей шиной,