Автогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в приборостроении. Цель - упрощение преобразователя за счет сокращения линий связи и количества блоков. Для этого в преобразователь, содержащий блок 1 питания, дифференциальный трансформаторный датчик 3, транзисторы 10, 14, 17, 20, операционные усилители 23 - 26, стабилитроны 11, 13, 16, 21 и резисторы 9, 12, 15, 18, 19, 22, введены резистор 8 и конденсатор 2, а обмотки 6 и 7 датчика 3 включены между коллекторами транзисторов 10 и 20 соответственно и прямыми входами операционных усилителей 24 и 25 соответственно. Такое включение позволяет сохранить высокую стабильность выходных параметров автогенератора при изменениях температуры, уменьшить количество линий связи с пяти до трех и отказаться от использования дифференциального выпрямителя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК

А1 ию80 <в (51)5 G Oi В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4358290/24-28 (22) 04.01.88 (46) 23.03.90, Бюл. )! )1 (71) Куйбышевский политехнический институт им. З.В.Куйбышева (72) Г.Н. Кирюшин (53) 62) . 3) 7 .39:531 . 7) 7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)l - 769306, кл. G 0) В 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1397706, кл. G О! В 7/00, 1986. (54) АВТОГЕНЕРАТОРНЬЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в приборостроении.

Цель — упрощение преобразователя за счет сокращения линий связи и коли2 чества блоков. Для этого в преобразователь, содержащий блок 1 питания, дифференциальный трансформаторный датчик 3, транзисторы 10, 14, 17, 20, операционные усилители 23-26, стабилитроны 1), 13, 16, 21 и резисторы 9, 12, !5, 18, 19, 22, введены резистор 8 и конденсатор 2, а обмотки 6 и 7 датчика 3 включены между коллекторами транзисторов 10 и 20 соответственно и прямыми входами операционных усилителей 24 и 25 соответственно. Такое включение позволяет сохранить высокую стабильность выходных параметров автогенератора при изменениях температуры, уменьшить 42 ф количество линий связи с пяти до трех и отказаться от использования дифференциального выпрямителя. l ил.

1551971

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

Цель изобретения — упрощение преобразователя за счет сокращения количества линий связи и количества блоков, На чертеже представлена блок-схема преобразователя. t0

Автогенераторный преобразователь содержит двуполярный блок 1 питания, конденсатор 2, дифференциально-трансформаторный датчик 3 с подвижной частью 4 магнитопровода и обмотками 15

5-7,. резисторы 8 и 9, транзистор 10., стабилитрон 11, резистор 1 2, стабилйтрон 13, транзистор 14, резистор

1;:5, стабилитрон 16, транзистор 11, резисторы 18 и 19, транзистор 20, 20

còà6èëHòðoí 21, резистор 22, операЦионные усилители 23-26. Операционн ле усилители 23"26 соединены своими выходами с базами транзисторов 10, 14, 11 и 20 соответственно. Инвертирующие входы операционных усилителей 23-26 соецинены с эмиттерами транзисторов 10, 14, 17 и 20 соответственно. Иеинвертирующие входы операционных усилителей 23 и 25 соединены и.подклкчены к коллекторам транзисторов .14 и 17. Неинвертируюфие входы операционных усилителей

f4 и 25 подключены к коллекторам транзисторов 1 0 H 20 соответствен35 но через измерительные обмотки б и 7 датчика 3. Положительные выводы питания операционных усилителей 23 и

24 соединены с отрицательными вывоДами питания .операционных усилителей

25 и 26 и через резистор 8 подключены к среднему выводу блока l питания.

Отрицательные выводы питания операционных усилителей 23 и 24 подключены к отрицательному выводу блока йитания. Положительные выводы питания операционных усилителей 25 и 26 подключены к положительному выводу блока 1 питания.

Автогенераторный преобразователь 50 работает следующим образом.

Пусть нри подключении питания в силу несимметрии начальный ток кол пектора транзистора 14 больше коллекторного тока .транзистора 17, тогда

ЭДС самоиндукции обмотки 5 возбуждения датчика 3, приложенная к входу операционного усилителя 23, увеличивает ток коллектора транзистора 10 этот ток, проходя через резистор 12, создает на нем падение напряжения, сложенное с ЭДС взаимоиндукции обмотки 6 датчика 3 оно попадает на вход операционного усилителя 24 и еще более увеличивает ток коллектора транзистора 1 О. Процесс лавинообразного нарастания тока коллекторов транзисторов 10 и 14 заканчивается в момент пробоя стабилитронов 11 и 13, В этот момент положительная обратная связь переходит в отрицательную и стабилизирует напряжения на стабилитронах 11 и 13 и токи через них.

Причем, чем стабильнее напряжение на стабилитроне 13, тем стабильнее .ТоК через стабилитрон 11, чем стабильнее ток через стабилитран ll, тем, стабильнее напряжение на нем и тем стабильнее ток через стабилитрон 13 а чем стабильнее ток через него, тем стабильнее напряжение на нем.Следовательно, в момент подключения питания к преобразователю ток через стабилитрон 13 устанавливается скачком до стабильной величины, определяемой параметрами стабилитрона 11.

ЗДС взаимоиндукции обмотки 6 и резистора 1 5. Далее этот ток начинает убывать, а через обмотку 5 возбуждения датчика 3 нарастать, при этом их сумма остается неизменной. В момент времени, когда ток через обмотку 5 станет равным току коллектора транзистора 14, стабилитрон !3 закроется, что приведет к инверсии ЭДС самоиндукции.и взаимоиндукпии обмоток датчика 3, а это закроет транзисторы .10 и 1 4 и откроет транзисторы

17 и 20. Процесс перераспределения тока коллектора транзистора 17 между стабилитроном 16 и обмоткой 5 повторится. Таким образом, к обмотке 5 будет приложено напряжение прямоугольной формы, стабильной амплитуды и частоты. При этом через резистор 8 будет протекать переменный ток прямоугольной формы, а так как каждая половина схемы преобразователя является фактически стабилизатором тока, то напряжение на резисторе 8 будет инвариантным к сопротивлению линии связи между преобразователем и нагрузкой, что важно. Длительность импульсов тока каждой полярности определяется соотношениями

t„= 2М, /R15; t 2ц /1Ц 8, 5 1551971 6 где R 15; R. 18- резисторы 15 и 18; водам питания трет

И ; 14 < — взаимная индуктивность операционных усили обмоток 6 и 5 и 7 и 5 . ответственно первь соответственно

) торы — к инверсным — время положительного ственно первого и направления тока в онных усилителей и резисторе 8; ветственно первого — время отрицательного эисторов, каллекто направления тока в ре- оответствснно тре

10 зисторе 8. резисторы подключе

25

При перемещении подвижной части

4 магнитопровода вериод Т = t „ + генерируемых импульсов така в нагрузке остается практически постоянным.

Переменной величиной в функции ат его перемещения являeòñÿ скважнасть

1tv — to »» — М п о 1 1» + И2

Таким образом, если токи в нагрузке в каждый из полупериодов по модулю равны, то, зашунтировав резистор

8 нагрузки конденсатором 2, получим на резисторе 8 (на выходе) постоянное напряжение в функции от перемещения подвижной части 4 магнитопровода. В том случае, если требуется получить цифровой выход, шунтировать резистор 8 нагрузки конденсатором 2 не следует.

Формула изобретения

Автогенераторный дифференциальнотрансформаторный преобразователь перемещений, содержащий дифференциальный трансформаторный датчик с подвижной частью магнитопровода, первой и второй дифференциальными измерительными обмотками и обмоткой возбуждения, двупалярный блок питания, шесть резисторов, четыре

» стабилитроиа, четыре транзистора и четыре операционных усилителя, выход каждого из которых подключен к базе одного транзистора, первый вывод обмотки. возбуждения подключен к катоду первого стабилитрона, аноду второго стабилитрона, поцоложительным выводам питания первого и второго операционных усилителей, отрицательным выьего и четвертого телей и через соФ и второй реэисвходам соответтретьего операцизмиттерам сооти второго транры которых через тий и четвертый ны соответственно к отрицательному выводу двуполярного блока питания, аноду третьего стабилитрона, отрицательным выводам питания первого и второго операцион" ных усилителей, первому выводу пятого резистора и к положительному выводу двуполярного блока питания, катоду четвертого стабилитрона, положительньм вь водам питания третьего и четвертого операционных усилителей, первому выводу шестого резистора, вторые выводы пятога и шестого резисторов подклкчены к инверсным входам соответственна второго и четвертого операционных усилителей и к эмиттерам соответственно третьего и четвертого транзисторов, коллекторы которых подкхпочены к прямым входам первого и третьего операционных усилителеи, аноду первого и катоду второго стабилитронов и второму выводу обмотки возбуждения, коллекторы первого и второго транзисторов подключены соответственно к катоду третьего стабилитрона и аноду четвертого

ЗБ стабилитрона, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены седьмой резистор и конденсатор, начало первой и начало второй дифференциальных измерительных обмоток подключены к прямым входм соответственно второго и четвертого операционных усилителей, а конец первой и конец второй дыФференциальных измерительных обмоток подключены к коллекторам соответственно первого и второго транзисторов, а средний вывод двуполярного блока питания через параллельно соединенные седьмой резистор и кон.денсатор подклкчен к первому выводу обмотки возбуждения.