Измерительный преобразователь напряжения в частоту

 

Соеэ Советских

Мциалистииеских

Республик

"ю»",668 06 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено27. 10.75 (21) 2184642/18-21 (51) М. Кл г с присоединением заявки №

Н 03 К 3/02

Гваударотввнный номнтвт

СССР ао делам нэобретоннй н отнрытнй (23) Приоритет (53) УДК 681.325 (088. 8) Опубликовано 15.06.79Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 18.06.79 (72) Авторы изобретения

В. У. Кизилов и П. Бретшнайдер (ГЙР) Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени. B. И. Ленина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах телеизмерения ближнего действия во многих отраслях промышленности.

Известен измерительный преобразователь напряжения в частоту, содержаший ма гниФо-транзисторный мультивнбратор с ограничителем напряжения, шунтирутощим обмотки трансформатора, и ограничитель намагничиваюшей силы переключателя, выполненный на транзисторе, эмиттер ко-. та торого соединен с источником постоянно- го тока, а коллектор - с эмнттерами транзисторов мультивибратора (13. Недостаток этого преобразователя заключается в эначительлой мощности потребления от источника питания и сигнала, что отрицательно сказывается на точности преобразования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измеритель», + ный преобразователь, который содержит, магиито-транзисторный мультивибратор,выход которого через выпрямитель и ре

2 зистор соединен с входом операциойного усилителя, соединенным через другой резистор с источником сигнала, при этом выход операционного усилйтеля соединен с базой транзистора, коллектор которого соединен с источником питания, а эмиттер- с общей точкой коллектарной обмотки трансформатора мультивибратора f.2l.

НедостатКами такого преобразователя являются повышенная чувствительность к изменению параметров транзисторов и сердечника и нелинейная функция преоб» разования, что не .позволяет обеспечить высокую .точность.

Целью изобретения является повыше- ние точности преобразования.

Это достигается тем, что в измерительный преобразователь напряжения в частоту, содержаший магнито-транзисторный мультивибратор, выход которого через выпрямитель и резистор соединен с входом операционного усилителя, соединенным через другой резистор с источником сигнала, введены дополнительный налу. По мере перемагничивания сердечни- ка растет перемагничиваюший ток и, сле- довательно, ток на выходе операционного усилителя и ток эмиттера транзистора

8, максимальная величина которого огранйчивается резистором 9. Когда этот ток достигает максимальной величины, его рост прекрашается, так как транзистор 8 входит в режим насышения, и прекнике мультивибратора. Вследствие этого

ЭЛС на всех обмотках трансформатора

l3 становятся равными нулю и транзисторы мультивибратора переключаются.

Таким образом, потокосцепление переключения является фиксированной величиной. Проинтегрировав выражение . (1) за полупериод, получают

Р У и P где f частота выходного сигнала;

9„ - потокосцепление переключения.

В данном преобразователе транзисторы мультивибратора для ускорения перекгпочения и уменьшения тока потребления работают в активном режиме, что обеспечивается выбором параметров схемы.

Испытания предлагаемого измерительного преобразователя напряжения в частоту показали, что он удовлетворяет требованиям к классу точности 0,1/0,05 в соответствии с ГОСТом 16742-71, что превышает точность известных преобразователей.

Формула изобре тения

Измерительный преобразователь напряжения в частоту, включаюший магнитотранзисторный мультивибратор, выход которого через выпрямитель и резистор соединен с входом операционного усилителя, соединенным через другой резистор с источником сигнала, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополни Ъльный источник постоянного напряжения, два резистора и два транзистора, причем коллектор одного из транзисторов соединен с эмиттерами транзисторов мультивибратора, база подключена к обшей точке схемы., а эмиттер соединен с эмиттером другого транзистора, коллектор которого через один из введенных резисторов соединен с дополнительным источником постоянного напряжения, а база через другой

3 668067 4 источник постоянного напряжения, два

" резистора и два транзистора, Причем коллеКтор одного из транзисторов соединен с эмиттерами транзисторов мультивибратора, база подключена к обшей точке схемы, а эмиттер соединен с эмитте ром другого транзистора, коллектор ко=тброго через один. из введенных резисторов соединен с дополнительным источником постоянного напряжения, а база- j0 "ращается рост индуктивности в сердеччерез другой введенный резистор соединена с выходом операционного усилителя.

Такой измерительный преобразователь позволяет уменьшить чувствительность к изменению параметров транзистора и сердечника и получить линейную функцию преобразования, что сушественно повышает точность преобразования.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема измерительного преобразователя напряжения в частоту, выполненная согласно изобретению.

Измерительный преобразователь содержит мультивибратор 1, выход которого через выпрямитель 2 и резистор 3 соединен с входом операционного усилителя

4, соединенным через резистор 5 с источником сигнала 6. Выход Операционно»

ro усилителя через резистор 7 соединен с базой транзистора 8, коллектор которого через резистор 9 соединен с дополнительным источником постоянного напряжения 10, а эмиттер подключен к эмиттеру. транзистора 11. База последнего соединена с обшей точкой схемы, а коллектор с эмиттерами транзисторов мультивибратора 1. Источник постоянного напряжейия 12 включен между обшей точкой коллекторных обмоток трансформатора 13 мультивибратора и обшей точкой схемы. 40

При работе преобразователя благодаря управляюшему действию операционного усилителя 4 устанавливается намагничи.ваюший ток, при котором сумма токов на выходе операционного усилителя близ- 4> ка к нулю. Тогда сЮ U — — и р () где Р потокосцепление половйны выходной обмотки трансформатора 13 мультивибратора 1, U6 - напряжение источника входного сигнала;

И Й R сопротивления резисторов 3 и 5.

Иэ выражения (1) видно, что скорость перемагничивания сердечника 14 трансформатора 13 мультивибратора пропорциональна преобразуемому входному сит

Составитель Г. Асмолов

Техред И. Асталош Корректор А. Гриценко

Редактор Т. Юрчикова

Заказ 3482/49 Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патейт, г. Ужгород",ул." Проектная, 4

5 6680 введенный резистор соединена с выходом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 272666, кк, Н 03 К 3/02 31.01,69.

2! EEE Taaneeckians an Hngnetice, 1, № 2, 1965, р, 113.