Преобразователь отношения давлений

 

Р

С. М. Брегман, М. Е. Зааимко, И. С. Кбзлов,". - :." ".:-:-.:.„

А. А. Поскачей и Г. Д. Фролова (f (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЙ ДАВЛЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке систем автоматического регулирования, в частности для газотурбинных двигателей.

Преобразователи отношений давлений известны(1I.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь отношений, 10 давлений, содержащий два датчика давления с источником переменного напряжения, соединенных один непосредствен . но, а другой — через фазовращатель с сумматором, и измерительную схему(2 J.

В известном преобразователе используются индуктивные датчики, в которых изменение амплитуды выходно- . го сигнала сопровождается одновременным изменением его фазы. А так как дальнейшее преобразование сигналов основано на преобразовании фазы сигналов датчика, то на выходе устройства в,целом может иметь место значительная ошибка.

Цель изобретения — повышение точ1 ности преобразователя отношений давлений.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь отношений давлений, содержащий два датчика давления, подключенных к источнику переменного напряжения, сумматор, одцн нз входов которого соединен с первым

Ф датчиком давления через первую фазосдвигающую цепь, выходы сумматора и второй фазосдвигающей цепи подключены к входам фазоизмерительной схемы, введен фазовращатель, вход которого соединен с выходом второго датчика давления, и блок сравнения фаз, вход которого соединен с выходом дегектора первого датчика давления, причем выходы фазовращателя и фазово-. го детектора, соединенного с управляющим входом фазовращателя, подключены к другому входу сумматора.

= Р1 V slntcft ; Р Ч 5!пай, 30

3 87737

На чертеже представлена блок-схема преобразователя отношений давлений.

Преобразователь содержит источник 1 переменного напряжения, питаю щий датчики 2 и 3 давления, выход датчика 2 подключен через первую фазосдвигающую цепь Й к первому входу сумматора 5, через .вновь введенный фазовый детектор 6 - ко второму вхо- 1о ду сумматора 5 и через вторую фазосдвигающую цепь 7 — к нуль-органу

8 фазоизмерительной схемы 9. Выход датчика 3 через фазовращатель 10, уп-. равляемый фазовым детектором 6, соединен со вторым входом сумматора

5, выход которого подключен к нульоргану 11 схемы 9, оба нуль-органа которой подсоединены к триггеру 12.

Указывающий прибор 13 подключен к выходу триггера и фиксирует величину отношений давлений.

Преобразователь работает следующим образом.

На выходе датчиков 2 и 3 формирукщся напряжения где Р,1 и Р - давление воздуха или газа, Ч и itlt " амплитуда напряжения

Ь источника.

На выходе первой фазосдвигающей цепи 4 напряжение равно 1

Чд = Р 1 V> s in (utt + 9 ) е.

Величина выбирается из условия получения оптимального соотношения таких взаимносвязанных параметров как крутизна характеристики преобразования Отношения давлений в фазу, 45 рабочий диапазон изменения отношения давлений и амплитуда результирующего сигнала. Заданная величина Ч определяется параметрами фаэосдвигаю щей влепи. )1альнейшее преобразование .цагйалов Ч и ч, несущих инфор " . мацию о давлении, производится в сумматоре 5,.на выходе которого формируется напряжение со сдвигом фазы относительно выхода одного иэ датчиков давления

9= О Гсср Яг ., (р е со 59) 6. 4

Значит при заданном Q сдвиг фаз 6 должен определяться только отношеmeM p<)p<

Однако напряжение на выходе реальных индуктивных датчиков меняется не только по амплитуде, но одновременно и по Фазе, т.е: .постоянно произвольно меняющийся параэитный сдвиг фаз между выходными напряжениями обоих датчиков давления ДЧИ, который присутствует и на выходе сумматора, а следовательно, отрабатывается фазоиэ мерительной схемой, что вызывает погрешность в измерении отношения давлений. Чтобы исключить зту ногрешность, в преобразователь введен уп- равляемый фазовращатель. 10, который все время выдает сигнал со сдвигом фазы 6Q, равным паразитному сдвигу фаз между выходными напряжениями датчиков.

Для реализации поставленной цели введен также фазовый детектор, выход которого связан с управляющим входом упомянутого фазовращателя.

- 1

Причем коэффициент передачи усиленI ного блоком сравнения фаз сигнала выбирается таким образом, что допус" тимый паразитный сдвиг фазы между вы" ходами первого датчика и фазовращате-, ля создает на выходе фазовращателя напряжение, необходимое для компенсации этого паразитного сдвига. Вследствие этого можно считать, что сдвиг фаз между выходным напряжением перво го датчика 2 и выходным напряжением фазовращателя 10 равен О. Т.е. сдвиг фаз датчика между сигналами, поступающими на вход сумматора 5 будет определяться только точностью фазосдвигающей цепи 4, .выполненной на.пассивных прецизионных элементах.

Таким образом, на выходе сумматора 5 формируется напряжение или в относительных единицах з (Pq

М 1 ° д Р

Сдвиг напряжения на выходе сумматора относительно выхода одного из датчиков, например, сдвинутого по фазе второй фаэосдвигающей цепью 7 сигнала первого датчика, равен

6 0 "сс1Я ° /+

877376

1 де И- "К- О.

Фазоизмерительная схема 9 формирует с. домощью нуль-органов ll и 8 и триггера 12 импульсы, временной интервал между которыми пропорционален:.,,сдвигу фаз 8 ., зависящему при заданном. 1 только от отношения Р1 Р Hs мерения могут производиться как цифровым, так и аналоговым указывающим прибором 13, Предлагаемая статическая система регулирования позволяет свести к 0 паразитный сдвиг фаз, постоянно возникающий между выходными напряжениями датчиков давления; Таким обраном, сдвиг фаэ между выходным сигналом фазовращателя равен О, что позво- ляет обеспечить с более высокой точностью, чем у известного преобразователя измерение сдвига фаз между вход- ными сигналами сумматора, который ра-. вен оптимальной величине Ч, запоженной в фазосдвигающей цепи. Реализация последней на пассивных прецизионных элементах способствует обеспече .." нию высокой точности фазового преобразования, а следовательно, и измерения отношений давлений в целом, Формула изобретения

Преобразователь отношений давле ний, содержащий два датчика давле6 ния, подключенных к источнику переменного напряжения, сумматор, один из входов которого соединен с первым датчиком давления через первую фа . зосдвигающую цепь, вторую фазосдвигающую цепь,.подключенную к выходу первого датчика, и фазоизмерительную схему, ко входам которой подключены выходы сумматора и втерой фаэосдви" р гающей цепи, о т л и ч а ю щ и и с а тем, что, с целью повышения точности, он снабжен фазовращателем н блоком сравнения фаз, причем вто-. рой датчик давления соединен со вторым входом сумматора через фазовращатель, управляющий вход которого со- единен. с выходом блока сравнения фаз, первый вход которого соединен с первым датчиком давления, :а второй

2р вход сОединен с выходом фаэовращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство

¹ 536411. кл. G 01 1 15/00, 1975.

2. Авторское свидетельство

561445, кл.- G 01 L 15/00, 1971 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 9602/65 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Натент", г ° Ужгород. ул. Проектная, 4