ИМИТАТОР СИГНАЛА ТЕНЗОДАТЧИКА Российский патент 2010 года по МПК G05B17/00 

Изобретение относится к приборостроительной промышленности и, в частности, к производству имитаторов сигнала тензодатчика

Известен имитатор сигнала тензодатчика, включающий узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным и выходным делителем напряжения и узлом питания /см. Калибровочный прибор, проспект фирмы Хотгингер, Д 6001, Дармштадт 1, Германия/.

Известен также имитатор сигнала тензодатчика, включающий узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным и выходным делителем напряжения и узлом питания /см. Патент РФ 2022363, С05В 17/00, 1993 г./. Недостатками известных имитаторов являются большая дискретность /малое количество различных значений/ выходного сигнала, обусловленная ограниченным числом различных постоянных элементов в наборе, высокая стоимость в связи с необходимостью иметь большое количество прецизионных постоянных резисторов, малая точность и линейность вследствие разброса параметров различных постоянных резисторов, низкая надежность вследствие износа подвижных частей механических переключателей или электромагнитных реле, низкое быстродействие, обусловленное скоростью срабатывания механических переключателей или электромагнитных реле, относительно высокое энергопотребление, значительные габариты и масса, что не позволяет использовать имитатор в качестве переносного или портативного, неспособность имитировать сигналы динамического характера, что не позволяет. производить комплексную отладку и метрологическую аттестацию вторичных приборов, а также расширить область их применения, например, для экспериментального исследования и отладки устройств автоматического регулирования, где датчики используются в качестве измерительного элемента.

Цель изобретения - повышение точности за счет малой дискретности и высокой линейности, исключение механических элементов и имитации сигнала динамического характера.

Это достигается тем, что узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными грубым и точным каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя выходного каскада и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного или знакопеременного тока.

Имитатор сигнала тензодатчика соответствует всем признакам изобретения, а именно

- наличия конструктивного элемента, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада;

- формы выполнения элементов, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой широтно-импульсного модулятора;

- формы выполнения связи между элементами, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенным грубым каналом;

- параметры и другие характеристики элемента, поскольку узел питания выполнен в виде элементов постоянного или знакопеременного тока;

материал, из которого выполнен элемент, поскольку узел питания выполнен в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения

На фиг.1 изображена структурная схема имитатора с узлом питания постоянного тока.

На фиг.2 изображена структурная схема имитатора с узлом питания переменного тока.

Имитатор сигнала тензодатчика включает узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным 1 и выходным 2 делителем напряжения и узлом питания, при этом узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада 3, широтно-импульсного модулятора 4 с параллельно расположенными /грубого 5а и точного 5б, 5в/ каналами и сумматора 6, фильтра низкой частоты 7, буферного усилителя выходного каскада 8 и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора 4 микропроцессора 9, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного или знакопеременного тока с фазовым детектором 10 и входным 11 и выходным 12 переключателями, или в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором 10, вход которого соединен с входным 1 делителем напряжения, а выход - с входным 11 и выходным 12 переключателями и микропроцессором 9, или в виде источника вторичного электропитания, или в виде источника вторичного электропитания с линейным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с импульсным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания со стабилизатором переменного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, или в виде выпрямителей на полупроводниковых диодах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на транзисторах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на тиристорах, или в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения, в виде трансформатора.

Работа имитатора осуществляется следующим образом.

Вначале подготавливают к работе узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным 1 и выходным 2 делителем напряжения и узлом питания, при этом узел воспроизведения сигналов выполняют в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада 3, широтно-импульсного модулятора 4 с параллельно расположенными /грубого 5а и точного 5б, 5в/ каналами и сумматора 6, фильтра низкой частоты 7, буферного усилителя выходного каскада 8 и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора 4 микропроцессора 9, а узел питания выполняют в виде элементов постоянного или знакопеременного тока с фазовым детектором 10 и входным 11 и выходным 12 переключателями, или в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором 10, вход которого соединяют с входным 1 делителем напряжения, а выход - с входным 11 и выходным 12 переключателями и микропроцессором 10, или в виде источника вторичного электропитания, или в виде источника вторичного электропитания с линейным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с импульсным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания со стабилизатором переменного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, или в виде выпрямителей на полупроводниковых диодах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на транзисторах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на тиристорах, или в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения, в виде трансформатора и после включения схемы входной делитель напряжения приводит входное напряжение к уровню, нормальному для работы внутренней схемы. Широтно-импульсный модулятор грубого канала преобразует сигнал постоянной величины в периодический прямоугольный импульсный сигнал с скважностью и амплитудой, а широтно-импульсный модулятор точного канала преобразует сигнал постоянной величины в периодический прямоугольный импульсный сигнал с иной скважностью и амплитудой. Затем выполняют выделение среднего значения с помощью фильтра низкой частоты, а суммирование сигналов грубого и точного каналов выполняют на сумматоре, выходной делитель напряжения обеспечивает приведение выходного сигнала к уровню сигналов имитируемого преобразователя, затем задают соответствующие скважности и определяют сигнал имитатора.

Изобретение относится к приборостроительной промышленности и, в частности, к производству имитаторов сигнала тензодатчика. Узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными грубым и точным каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя выходного каскада и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, узел питания выполнен в виде элементов постоянного или знакопеременного тока, а перед буферным усилителем входного каскада установлен фазовый детектор, при этом последний имеет входной и выходной переключатели. Технический результат - повышение точности за счет малой дискретности и высокой линейности, исключения механических элементов. 2 ил.

Имитатор сигнала тензодатчика, включающий узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным и выходным делителем напряжения и узлом питания, отличающийся тем, что узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными грубым и точным каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя выходного каскада и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного или знакопеременного тока.