Автокомпенсационный измеритель физических величин

 

О П И С А" Н "И."-E

ИЗОБРЕТЕН ИЯ рц 6220I5

Союз Соеетскнк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 03,03.77 (21) 2459060/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 27.07.78 (51) М. Кл. G 01

17/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7. .083 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Ковтонюк и Ю. А. Скрипник (71) Заявитель Киевский технологический институт легкой промышленности (54) АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения различных физических (как электрических, так и неэлектрических) величин в широком диапазоне значений с повышенной чувствительностью.

Известны устройства для измерения физических величин, содержащие в прямой цепи преобразователь физической величины в электрическое напряжение, а в обратной цепи — преобразователь электрического напряжения в физическую величину, схему сравнения и входной прибор. Однако порог чувствительности таких устройств зависит от порогов чувствительности звеньев, располо>кенных в цепи прямого преобразования.

Известны также автокомпенсационные измерители физических величин, содер>кащие .в прямой цепи преобразователь физической величины,в электрическое напряжение, делитель напряжения, зашунтированный автоматическим выключателем, и в цепи обратной связи — преобразователь электрического напряжения в физическую величину с последовательно включенным вторым автоматическим выключателем, усилитель переменного напряжения, вход которого соединен с выходом делителя напряжения, а выход его соединен со входом фазочувствительного демодулятора, управляющие входы обоих автоматических выключателей и фазочувствительного демодулятора соединены с генератором прямоугольного

5 напряжения, выходной прибор и. схему сравнения, вход которой соединен с выходом преобразователя электрического напряжения в физическую величину, а выход ее соединен со входом преобразователя фи)0 зической величины в электрическое напряжение.

Недостатком этого устройства является его низкая чувствительность.

Целью изобретения является повышение

15 чувствительности автокомпенсационной схемы измерения физических величин.

Для этого в автокомпенсационный измеритель физических величин, содержащий преобразователь физической величины в электрическое напряжение, делитель напря>кения, зашунтированпый автоматическим выключателем, усилитель переменного напряжения, вход которого соединен с выходом делителя напряжения, а выход его со25 единен со входом фазочувствительного демодулятора, управляющие входы обоих автоматических выключателей и фазочувствптельного демодулятора, соединены с генератором прямоугольного папря>кения, вы30 ходпой приоор и схему сравнения, вход ко622015 торой соединен с выходом преобразователя электрического напряжения в физическую величину, а выход ее соединен со входом преобразователя физической величины в электрическое напряжение, введены фильтр нижних частот и усилитель с автоматически регулируемым коэффициентом передачи, включенный между выходом преобразователя физической величины в электрическое напряжение и входом делителя напряжения, выход которого соединен с выходным прибором и вторым автоматическим выключателем, при этом выход фазочувствительного демодулятора соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с автоматически регулируемым коэффициентом.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из преобразователя 1 физической величины в электрическое напряжение (ПФН), обратного преобразователя 2 электрического напряжения в физическую величину (ОП), усилителя 3 с автоматически регулируемым коэффициентом передачи, фильтра 4 нижних частот (ФНЧ), фазочувствительного демодулятора 5, усилителя 6 переменного напряжения, делителя 7 напряжения, управляемых электронных ключей 8, 9, генератора 10 прямоугольного напряжения, выход.:ого прибора 11 и схемы 12 сравнения.

Работа устройства происходит следующим образом.

Измеряемая физическая величина сравнивается с образцовой величиной в схеме 12 и их разность воздействует на ПФН 1. Образцовая величина создается ОП 2 при замкнутом положении электронного ключа 9.

Работа электронных ключей происходит синфазно, т. е. при замкнутом положении электронного ключа 9 ключ 8 также замкнут, и наоборот.

Вследствие этого на выходе делителя 7 напряжения с частотой работы генератора

10 прямоугольного напряжения, управляющего работой электронных ключей 8 и 9, получаем напряжение, переменная составляющая которого усиливается усилителем 6 переменного напряжения и синхронно детектируется фазочувствительным демодулятором 5, который управляется генератором

10 прямоугольного напряжения. Величина и знак выходного напряжения фазочувствительного демодулятора 5 определяются величиной и направлением изменения коэффициента передачи (усиления) усилителя 3 с регулируемым коэффициентом передачи.

Таким образом, с выхода ФНЧ 4 на управляющий вход усилителя 3 с регулируе5

60 мым коэффициентом передачи воздействует его выходное напряжение.

Предлагаемое устройство при сохранении всех преимуществ прототипа, которые позволяют применять неглубокую отрицательную обратную связь, существенно повышает чувствительность схемы измерения. Так, если выбрать значение коэффициента передачи делителя 7 напряжения, близким к единице, то чувствительность автокомпенсационного измерителя приближается к чувствительности канала прямого преобразования. При этом благодаря действию цепи автоподстройки сохраняются свойственные измерительным цепям следящего статического уравновешивания высокие метрологические характеристики.

В результате повышения чувствительности, становится возможным измерение малых изменений физических величин в широком диапазоне значений, что увеличит. сферу применения такого рода устройств.

Формула изобретения

Автокомпенсационный измеритель физических величин, содержащий в прямой цепи преобразователь физической величины в электрическое напряжение, делитель напряжения, зашунтированный автоматическим выключателем, и в цепи обратной связи— преобразователь электрического напряжения в физическую величину с последовательно включенным вторым автоматическим включенным выключателем, усилитель переменного напряжения, вход которого соединен с выходом делителя напряжения, а выход его соединен со входом фазочувствительного демодулятора, управляющие входы обоих автоматических выключателей и фазочувствительного демодулятора соединены с генератором прямоугольного напряжения, выходной прибор и схему сравнения, вход которой соединен с выходом преобразователя электрического напряжения в физическую величину, а выход ее соединен со входом преобразователя физической величины в электрическое напряжение, отлич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен фильтр нижних частот и усилитель с автоматически регулируемым коэффициентом передачи, включенный между выходом преобразователя физической величины в электрическое напряжение и входом делителя напряжения, выход которого соединен с выходным прибором и вторым автоматическим выключателем, при этом выход фазочувствительного демодулятора соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с автоматическим регулируемым коэффициентом передачи.

622015

Составитель И. Бахтина

Техред Н. Рыбкина

Редактор А. Купрякова

Корректор Е. Хмелева

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1452/19 Изд. № 605 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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