Измерительный преобразователь

 

Союз Советски н

Социанистичесиин

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ii907448 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 171279 (21) 2876163/18-21 (51)M. Кл.

G 01 R 17/10 с присоединением заявки М3Ъеуднратнанны6 камнтет

СССР нн ленам наабретеннй н аткрытнй (23)Приоритет(53) УДК 621. 317..733(088.8) Опубликовано 230282. Бюллетень йЪ 7

Дата опубликования описания 23.02.82 (72) Авторы изобретения

С.С.Микаелян, Г.С.Иелконян и Ж.Г.Егиаза

Ереванский фйлиал Всесоюзного научно-ис института легкого и текстильного вательского (7I) Заявитель ностроения (54) ИЗМЕРИТЕПЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин электрическими методами и может быть использовано, например, в емкостных измерителях влажности текстильного продукта.

Известны измерительные преобразователи, основанные на применении мостовых схем переменного тока с индуктивной связью, где используется изме рительный трансформатор, в котором две первичные обмотки составляют плечи моста, а во вторичной обмотке индуцируется выходное напряжение мостовой схемы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь с индуктивной связью, состоящий иэ генератора синусоидальных колебаний, измерительного моста с индуктивной связью, выход которого соединен с одним иэ входов усилителя, другой вход соединен с общей точкой схемы, а выход усилителя соединен со

2 входом фазочувствительного детектора, выход которого соединен с указателем (1).

Недостатком этого измерителя является узкий диапазон измерения контро лируемого элемента.

Цель изобретения - расширение пределов измерения преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь, содержащий генератор синусоидального напряжения, трансформаторный мост с индуктивной связью между плечевыми обмотками, соединенный с одним из входов усилителя, введен фазосдвигающий элемент, а в качестве усилителя выбран дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, второй вход дифференциального усилителя соединен с выходом фазосдвигающего элемента, вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения.

90744

На фиг. 1 представлена структурная схема измерительного преобразователя; на фиг. 2 - кривые напряжений (1 и 2 на входе операционного усилителя, соединенного с выходом моста, 4-опорное напряжение, поступающее на другой вход операционного усилителя); на фиг. 3 - кривые (пунктирные) зависимости амплитуды выходного напряжения операционного усилителя от вели- 0 чины емкости датчика (кривые 2 и 3 .отличаются друг от друга тем, что в одном случае опорный синусоидальный сигнал находится в фазе, а в, другом случае - в противофазе по отношению «5 к напряжению, поступающему от вторич- ной обмотки трансформатора мостовой схемы).

Измерительный преобразователь содержит генератор 1 синусоидального 20 напряжения, измерительный мост 2 переменного тока с индуктивной связью, конденсаторный датчик 3 влажности, фаэосдвигающий элемент 4, и дифференциальный усилитель 5 напряжения. Пе- 25 ременный резистор 6 служит для регулировки амплитуды напряжения на вы-. ходе измерительного моста 2.

Устройство работает следующим образом. 30

Измерительный мост 2 образован из

- 7(„), 8(,), Э(С „), 1О(С ) и

11(С ) . Обмотки индуктивностей 1„ и

L < имеют противоположные направления и намотаны на общем сердечнике, на котором имеется также вторичная обмотка 12 (L y) .

В уравновешенном состоянии токи в индуктивностях L < и L по частоте, фазе и величине равны. При этом ввиду противоположных направлений намотки и равенства витков L и LtLèõ действия взаимно компенсируются и величина ЭДС в обмотке 12(Э) равна нулю. На инвертирующем входе дифференциального усилителя 5 амплитуда сигнала равна нулю, а на неинвертирующий вход поступает синусоидальное напряжение с фаэосдвигающего элемента 4. Тогда на выходе усилителя 5 возникает сигнал, амплитуда которого соответствует величине емкости С .

Когда величина С изменилась и t стала равной С„, токи в обмотках и L не равны . В обмотке L g индуктируется ЭДС, амплитуда которой зависит от степени изменения емкости С .

Эта ЭДС поступает на инвертирующий

4 вход усилителя 5. Величина сигнала на выходе усилителя 5 в каждый момент соответствует алгебраической сумме сигналов на инвертирующем и неинвертирующем входах дифференциального усилителя 5. Поскольку опорный сигнал имеет постоянную амплитуду, которая всегда больше амплитуды на выходе измерительного моста, одинаковую с нею частоту и фазу, на выходе усилителя всегда имеется сигнал переменного тока, наименьшее значение которого соответствует наибольшему сигналу моста, когда его фаза совпадает с фазой опорного сигнала. Амплитуда на выходе усилителя 5 будет наибольшей при наибольшем значении сигнала на выходе моста, когда îí s противофазе с опорным сигналом.

Все промежуточные значения выход- . ного сигнала линейно зависят от величины С, включая момент, когда мост находится в равновесном состоянии, Работу измерительного преобразователя можно представить уравнением: е ык =Е ын " К Е оп+" Е )

5 1 пшел, где еды„" Е,,„- мгновенное и амплитудное значения напряжения на выходе преобразователя;

К - коэффициент передачи усилителя;

h - коэффициент, пропорциональный изменению С, изменяющийся в пределах -1iz h 4 1;

Е - амплитуда сигнала на выходе моста; ю - угловая частота напряжения генератора;

Е - амплитуда опорного напряжения, имеющего частоту .и3 и сдвиг фаз с напряжением генератора Х =- 0,Х.

Из Формулы видно, что при условии

E z> Ем, амплитуда выходного нап, ряжения преобразователя в процессе изменения величины h (пропорциональной С ) не проходит через нулевое значение, т.е. сигнал е не изме6bN няется по фазе.

Данное устройство позволяет расширить диапазон измерения емкости конденсаторов путем использования общих наклонных частей рабочей характеристики моста.

5 907448 6

Формула изобретения торого соединен с пЕрвым выводом вто ричной обмотки трансформатора, втоИзмерительный преобразователь, рой вход дифференциального усилителя. содержащий генератор синусоидально- соединен с выходом фазосдвигающего го напряжения, трансформаторный мост s элемента, вход которого соединен с с индуктивной связью между плечевы- выходом генератора синусоидального ми обмотками, соединенный с одним напряжения. из входов усилителя, о т л и ч а и- Источники информации, шийся тем, что, с целью расши- принятые во внимание при экспертизе рения пределов измерения, в него вве-1О ден фазосдвигающий элемент, а в ка- 1. Быстродействующие электронные честве усилителя выбран дифферен- компенсационно-мостовые приборы. И., . циальный усилитель, первый вход ко- "Энергия", 1970, с. 116 (прототип). !

907448

, mcrs

"rrpi, л, Заказ 582/53 Тираж 719 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, я 4

Составитель 3.Яшина

Редактор P.Öèöèêà Техред И.Надь Ко ектор И.Шаро и,, K pp.