Частотноаналоговый преобразователь

 

(72) Авторы изооретения

Ж. А. Ямпольский, Б. Г. Кликштейн и В. В. Михалевский (71) Заявитель

Львовский лесотехнический институт (54) ЧАСТОТНО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам контроля паcTОTbt.

Известны частотно-аналоговые преобразователи„содержащие датчик частоты, например синхроннь,й тахогенератор, преобразователь частоты в сигнал постоянного п>ка, выполненный на основе двухтактного инвсртора с насыщающимся трансформатором (! (и (2).

Многие датчики, работающие в широком диапазоне частот, например синхронные генераторы, имеют относительно большой выходной сигнал, в том числе в области низких и инфранизких частот. Этот сигнал, как правило, возрастает с ростом частоты в диаи азове.

Наличие достаточно большого сигнала (ЭДС) в области низких частот диапазона позволяет обеспечить низкий порог чувствительности, сведя зону нечувствительности (.у нуля» практически к долям процента.

Однако при большом диапазоне изменения контролируемого параметра в верхней части диапазона возникает необходимость в ограничении возросшего сигнала датчика, поступающего на управление ин2 вертором (на транзисторы). Этого достигают, например, при помощи ограничителей амплитуды сигнала на основе стабилизаторов.

Такое усложнение схемы приводит к большому потреблению энергии от датчика, которое возрастает с ростом его напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является преобразователь, который содержит датчик частоты, связанный с .управляющими

10 переходами транзисторов двухтактного инвертора и с выходным насыщающимся трансформатором (2) .

Известному устройству также присущи отмеченные выше недостатки.

Цель изобретения — снижение порога чувствительности при работе в широком диапазоне контролируемого параметра и упрощение схемы.

Поставленная цель достигается тем, что частотно-аналоговый преобразователь со2о держит датчик частоты, связанный с управляющими переходами транзисторов двухтактного инвертора с выходным насыщающимся трансформатором, а к датчику по658681

1о

1S го н зо

Формула изобретения

3S о

S.O следовательно подключены дроссель и первичная обмотка дополнительного насьпцающегося трансформатора тока, ко вторичной обмотке которого подключены управляющие переходы транзисторов инвертора.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Контролируемый параметр «р» при помощи датчика частоты 1 преобразуется в напряжение выходного сигнала, значение которого и частота изменяются с изменением параметра «р». Последовательно с датчиком 1 подключены дроссель 2 и первичная обмотка 3 насыщающегося трансформатора тока 4. Его вторичная обмотка 5 подключается в переходам «база-эмиттер» транзисторов 6 и 7 инвертора преобразователя

8, содержащего также насыщающийся трансформатор 9 и выпрямитель 10, к которому подключается сопротивление нагрузки 11.

В соотстветствии с частотой датчика 1 происходит перемагничивание сердечника насыщающегося трансформатора 9 инвертора, на вторичной обмотке которого появляются знакопеременные прямоугольные импульсы напряжения, после выпрямления которых через нагрузку протекает ток, пропорциональный частоте выходного сигнала датчика, а следовательно, и контролируемому параметру.

В отличие от дросселя 2 сердечник трансформатора 4 выполнен из пермаллоевого сплава с прямоугольной петлей гистерезиса. Если активное сопротивление дросселя

2 и первичной обмотки 3 трансформатора

4 соизмеримы. то индуктивное сопротивление обмотки 3 ненасыщающегося трансформатора 4 в десятки раз превосходит индуктивное сопротивление дросселя 2.

Пока сигнал от датчика 1 мал, трансформатор 4 работает в режиме холостого хода (ни один из переходов «база-эмиттер» транзисторов 6 и 7 не.проводит) и большая часть напряжения датчика i падает на обмотке 3 трансформатора 4. В связи с малой коэрцитивной силой материала сердечника трансформатора 4 он периодически переходит в насыщенный режим.

Как только сигнал датчика 1 становится достаточным для поочередного перевода в проводящее состояние переходов «базаэмиттер» транзисторов 6 и 7, возрастает ток в обмотке 5, размагничивающее действие которого уменьшает входное сопроти вление тра нсформатора 4. В результате этого происходит перераспределение напряжений, между дросселем 2 и трансформатором 4: на дросселе 2 оно возрастает, а на обмотке 3 трансформатора 4 падает. При этом

4 сопротивление нагрузки обмотки 5 уменьшается настолько, что трансформатор 4 переходит.в режим, близкий к режиму короткого замыкания, при котором он работает как трансформатор тока и лишен возможности перейти в насыщенный режим.

Уменьшение входного сопротиления трансформатора 4 предотвращает появление перенапряжения на входах транзисторов, так как после перехода транзисторов в проводящее состояние основная часть напряжения датчика 1 падает уже на дросселе 2. Дроссель 2, выполняя роль ограничителя тока в обмотке 3 (также и в обмотке 5) и ограничителя напряжения на трансформаторе 4, обеспечивает такую работу преобразователя, что с определенного значения частоты сигнала датчика токи в обмотках трансформатора 4 достигают своего установившегося максимального значения.

Таким образом, использование последовательного соединения дросселя и насыщающего трансформатора позволяет при малых значениях сигнала датчика выделить на трансформаторе большую часть напряжения датчика, что (с учетом коэффициента трансформации трансформатора 4) позволяет снизить порог чувствительности преобразователя.

Вместе с тем, с ростом сигнала датчика происходит переход насьпцающегося трансформатора в режим трансформатора тока, что предотвращает перенапряжение на транзисторах инвертора.

Частотно-аналоговый преобразователь, содержащий датчик частоты, связанный с управляющими переходами транзисторов двухкратного инвертора с выходным насыщающимся трансформатором, отличающийся тем, что, с целью снижения порога чувствительности при работе в широком диапазоне контролируемого параметра и упрощения, к датчику последовательно подключены дроссель и первичная обмотка дополнительного насыщающегося трансформатора тока, ко вторичной обмотке которого подключены управляющие переходы транзисторов инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское сидетельство СССР № 185594, кл. G 01 P 3/54, 1966.

2. Ямпольский Ж. A. и др. Аналоговые техометрические преобразователи на магнитных элементах М., «Энергия», 1967, с. 49. рис. 4-1.

658681

Редактор Д. Зубов

Заказ 2808/73

Составитель Г. Огнев

Техред О. Луговая Корректор М. Вигула

Тираж 856 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4