Устройство для формирования сигнала дифференциально- трансформаторного датчика

 

Сотов Советски и

Социалистические

Респубики

©П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к лвтовскомм свидетельств

rrri 864241 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 22.03. 79 (21) 2739624/18-24 с присоединением заявки М— (23 } Прнорнтет— (5I )IN. Кл.

G 05 В 5/О!

9кудерстаеиай квинтет

CCCP ае делам изаеретеиий и открытий

Опубликовано 15.09.81. бюллетень № 34 (M) ЙК 62-50 (0 l8. 8) Дата опубликования описания 18.09.81

Д.М.Мебель, А.А.Славин, В.П.Ткачев, lO.È.Øàïèðî, Л.Н.Григорьев, В.В.Николаевский, В.В.Певзнер и А.У.Япышев (72) Авторы йзобретения

Московский завод тепловой автоматики тл;.Государственный, научно-исследовательский институт тепяоэнергетического . приборостроения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНОГО

ДАТЧИКА

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования, управления и контроля, в частности, в устройствах, формирующих сигналы дифференциально-трансформаS торных датчиков, осуществляюпвлх сравнение этих сигналов с сигна,roM задатчика, формирование и усиление сигнала рассогласования для подачи на вход регулирующего прибора.

Известно устройство для формирования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика, -в котором источник переменного напряжения подключен к первичной обмотке дифференциальнотрансформаторного датчика. В известном устройстве первичная обмотка диф ференцйально-трансформаторного датчика питается напряжением переменного тока 0 . При отклонении плунжера от среднего положения взаимоиндуктивность между первичной обмоткой и одной из двух вторичных обмоток (ИЛ2) 2 возрастает, а взаимоиндуктивность между первичной обмоткой и другой вторичной обмоткой (И,1 ) уменьшается. При этом формируется выходное напряжение, величина которого 02 и фазовый сдвиг относительно напряже- . ния источника переменного тока Vy. запишутся следующим образом

) Р01(М12-М1 ) (М -y ) (q)

2 к + E 1 12 1Ъ

+ стт с1я, (2 )

ФЬл

2 2 R1 где R L — соответственно активное

4ю 4 сопротивление и индуктивность первичной обмотки датчика, — ток первичной обмотки датт чика Г

N — круговая частота напряжения переменного тока, P — оператор Лапласа.

Видно; что сформированный выходной сигнал дифференциально-трансформатор8642

30 ного датчика сдвинут по фазе .относительно напряжений источника переменного тока, причем как выходной сигнал, так и фазовый сдвиг зависят от активного сопротивления первичной обмотки.

Это снижает точность дальнейшей обработки выходного сигнала датчика (в частности, суммирования с сигналом задатчика и другими сигналами переменного тока), увеличивает погреш- 10 ность датчика при изменении температуры окружающего воздуха вследствие термонестабильности величины R (сопротивление медного профода первичной обмотки) 11 ).

Недостатком известного устройства является малая точность.

Наиболее близким по технической сущ-г ности является устройство, содержащее операционный усилитель, первый вход которого через первый резистор г,.одключен к первому выходу источника переменного напряжения и через конденсатор к выходу операционного усилителя, а второй вход ко второму выходу источника переменного напряжения и шине ну25 левого потенциала f2 ). !

Недостатком данного устройства . является малая точность.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Эта цель достигается тем, что в известное устройство введены второй и третий резисторы и транзистор, ба35

sa которого соединена с выходом операционного усилителя, коллектор — с первым выводом первичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика, а эмиттер — через второй резис-, 40 тор с шиной нулевого потенциала и через третий резистор с минусовой шиной питания, к плюсовой шине которого подключен второй вывод первичt ной обмотки дифференциально-. трансформаторного датчика.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Схема устройства содержит источник переменного напряжения 1,операци» онный усилитель 2,первый резистор 3 и конденсатор 4,образующие интегратор 5, дифференциально-трансформаторный датчик 6, включающий первичную обмотку и вторичные обмотки, транзистор 7, второй и третий резисторы 8 и 9, при- ы емник выходного сигнала 10. На чертеже обозначено напряжение источника переменного напряжения 0,1, выход41 4 ное напряжение дифференциально-трансформаторного датчика V .

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Напряжение U» источника переменного напряжения 1 интегрируется интегратором 5 и усиливается транзистором 7 который одновременно выполняет роль преобразователя напряжения в ток. Выходной ток I транзистора 7 является током первичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика 6 и равен

04 5 (3) где Т вЂ” постоянная врем"ни интегрирования, S — крутизна транзисторного усилительного каскада.

Из выражений (1) и (3) следует, что выходное напряжение U дифференциально-трансформаторного датчика и его фазовый сдвиг

V„S(V„;M„,>

° (4)

Поскольку зависимость 0 = (Ц ) не имеет реактивной составляющей приблизительно равен нулю.

Таким образом, фазовый сдвиг IP между выходным напрмжением U> дифференциально-трансформаторного датчика

6 и напряжением U источника перемен"

1 ного напряжения 1 равен нулю, а выходное напряжение U датчика 6 не зависит от термонестабильности активного сопротивления его первичной обмотки.

Использование транзистора выгодно отличает его от известного устройства для формирования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика, так как компенсирует фазовый сдвиг и повышает стабильность выходного напряжения 0 ддааттччииккаа, т. е. повышает точность устройства.

Формула изобретения

Устройство для формирования сигнала дифференциально-трансформаторно» го датчика, содержащее операционный усилитель, первый вход которого через первый резистор подключен к первому выходу источника переменного на-. пряжения и через конденсатор к выходу операционного усилйтеля, а второй вход — ко второму выходу источника

86424 переменного напряжения и шине нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с, я тем, что, с целью повышения .точности устройства, оно содержит второй и третий резисторы и транзистор, база. .которого соединена с выходом операционного усилителя, коллектор — с первым выводом первичной обмотки дифференциально-трансформаторного дат чика, а эмиттер — через второй резис- 10 тор с шиной нулевого потенциала и через третий резистор с минусовой ши1 б ! ной питания, к .цпосовой шине которого подключен второй вывод первичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шидлович Л.Х. Дифференциальные трансформаторы и их применение. М., "Энергия", 1966.

2.Патент СНВ 9 2439891; кл. 340-178, опублик. 1948 (прототип) .

Заказ 7783/70 Тираж 943

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Подписное

Составитель Г. Нефедова

Редактор О.Колесникова Техред М,Рейвес - Корректор Л.Иван