Автогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений Советский патент 1984 года по МПК G01B7/00 

2J П

О

00

Од

ю

05

л Лж i

2„ Преобразователь по п. 1, о тли чающий -с я тем, что, с целью повышения стабильности за счет дополнительной положительной обратной связи, в него введены два конденсатора и две дополнительные обмотки в дифференциальный трансформатор, причем первые выводы первой и второй дополнительных обмоток соединены соответственно с базами третьего и четвертого транзисторов, а вторые выводы через параллельно соединенные резистор и конденсатор с соответствующими выводами источников питания.

1. АВТОГЕНБРАТОРНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПО авт.св. № 769306, о тл ич аюши и с я тем, что, с целью повышения стабильности за счет предотвращения срыва колебаний, в него введены две последовательные RC-цепи и два дополнительных резистора, причем выводы конденсаторов обоих RC-цепей соединены с базами первого и второго транзисторов, эмиттеры которых соединены через дополнительные резисторы соответственно с коллекторами третьего и четвертого транзисторов, выводы резисторов RC-цепей соединены с выводами соответствующих источников питания.

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано для преобразования перемещений в электрический сигнал. ПО основному авт.св.№ 769306 изве стен азтогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий дифференциальный трансформатор с подвижным сер дечником, выходная обмотка которого через детектор с фильтром подключена с выходными ыинами устройства, парал лельно обмотке возбужления дифференциального трансформатора подключены параллельно два встречно-включенных стабилитрона, первый вывод обмотки возбуждения дифференциального трансформатора подключен к базам первого и второго транзисторов и к коллекторам третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых подклю сены через резисторы соответственно к плюсовому выводу первого источника питания и отрицательному выводу второго истбчника питания, противополож ные выводы которых соединены с вторым вглводом обмотки возбуждения дифференциального трансформатора и соответственно через первую и вторую параллельные КС-цепи включены с эмиттерами первого и второго транзисторов, коллекторы которых соединены с базами соответственно третьего и четвертого транзисторов и соответственно через параллельно соединенные резистор и стабилитрон к соответствующим выводам источников питания 1J. Недостатком этого устройства явля ется его низкая стабильность , обусло ленная срывами колебаний при движении сердечника и при поступлении помехи. Цель изобретения - повышение стабильности . Поставленная цель достигается тем что в известное устройство введены две последовательные RC-цепи и два дополнительных резистора, причем выводы конденсаторов обоих RC-цепей соединены с базами первого и второго транзисторов, эмиттеры которых соединены через дополнительные резисторы соответственно с коллекторами третьего к четвертого транзисторов. выводы резисторов Rt-цепей соединены с выводами соответствующих источников питания. Кроме того, в известное устройство введены два конденсатора и две дополнительные обмотки в дифференциальный трансформатор, причем первые выводы первой и второй дополнительных обмоток соединены соответственно с базами третьего и четвертого транзисторов, а вторые выводы соединены через параллельно соединенные резистор и конденсатор с соответствующими выводами источников питания. На чертеже представлен автогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений. Автогенераторный дифференциаль нотрансформаторный преобразователь перемещений содержит дифференциальный трансформатор 1 с подвижным сердечником 2, выходная обмотка 3 которого через детектор 4 с фильтром соединена с выходными шинами устройства, параллельно обмотке 5 возбуждения дифференциального трансформатора подключены параллельно встречно-включенные стабилитроны 6 и 7, первый вывод обмотки 5 подключен к базам трднзисторов 8 и 9 и к коллекторам транзисторов 10 и 11, эмиттеры которых подключены соответственно через резистор 12 к полюсовому выводу источника 13 и через резистор 14 к минусовому выводу источника 15, противоположные выводы которых соединены с вторым выводом обмотки 5 и соответственно через параллельные RC-цепи 16 и 17 с эмиттерами транзисторов 8 и 9 коллекторы которых соединены с базами транзисторов 10 и 11 соответственно через параллельно включенные резистор 18 и стабилитрон 19 для транзистора 8 и резистор 20 и стабилитрон 21 для транзистора 9 подключены к соответствующим выводам источников .13 и 15, выводы конденсаторов RC-цепей 22 и 23 подключены к базам транзисторов 8 и 9 эмиттеры которых через резисторы 24 и 25 соответственно соединены с эмиттерами транзисторов 10 и 1, выводы резисторов

RC-цепей 22 и 23 соединены с соответствующими выводами источников 13 и 15

Кроме того, автогенераторный трансформатор содержит конденсаторы 26 и 27, и обмотки 28 и 29, причем первые выводы обмоток 28 и 29 соединены с базами траЕ1зисторов 10 и 11, а вторые выводы через параллельно соедиг ненные резисторы 18 или 20 и конденсатор 27 или 26 соединены с источниками 13 и 15.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении напряжения питания к указанным точкам потенциал в точке А относительно точки Б - общей точки устройства, оказывается более положительным, это позволяет считать, что транзисторы 8 и 9 открываются, а 10 и 11 закрываются. Процесс открытия транзисторов носит лавинообразный характер, ибо увеличение тока базы транзистора 8 увеличивает напряжение на резисторе 18, что увеличивает ток коллектора транзистора 9, т.е. налицо положительная обратная связь, которая при достижении напряжения на стабилитронах 7 и 19 величины, равной их стабилизации, переходит в отрицательную и превращает транзисторы 8 и 9 в источники тока, величина которых определяется напряжением ста билизации указанных стабилитронов и величиной резистора 12 и резистора RC-цепи 16 и не зависит от напряжени питания. Таким образом, весь ток коллектора транзистора 9 в момент включения протекает через стабилитрон 7 в базу транзистора 8. Процесс экспоненциального нарастания тока через обмотку возбуждения дифференциального трансформатора происходит за счет уменьшения тока через стабилитрон 7. В момент времени, когда ток через стабилиторон 7 окажется меньше тока стабилизации, стабилитрон 7 закрывается, что вызывает скач кообразное изменение полярности ЭДС самоиндукции обмотки 5 возбуждения дифференциального трансформатора 1, и транзисторы 8 и 9 закрываются, а 10 и 11 открываются, и описанный про цесс повторяется. Следовательно, к обмотке возбуждения дифференциального трансформатора 1 приложено переменное напряжение, по форме близкое к прямоугольнику, с высокой стабильностью по амплитуде и частоте. Поэтому перемещение подвижной части магнитопровода дифференциального трансформатора однозначно связано с выходным напряжением, получаемым с выхода детектора 4 с фильтром. Назначение последовательных RC-цепей-облегчает процесс запуска генератора, а в случае срыва генерации в момент переключения транзисторов при воздействи мощной импульсной помехи конденсаторы RC-цепей 22 и 23 оказываются заряженными и при разряде запускают генерацию вновь. Так как процесс срыва и повторного запуска длится единицы микросекунд,а выходной Фильт детектора 4 имеет постоянную времени в несколько десятков миллисекунд, то на выходном сигнале процесс срыва и повторного запуска не сказывается.

Назначение резисторов 24 и 25 осуществление отрицательной обратной связи с целью увеличения стабильности коллекторных токов транзисторов, а следовательно, тока возбуждения диференциального трансформатора. Действует эта отрицательная связь следующим образом. Пусть по какой-либо причине изменилось (увеличилось) напряжение питания, тогда увеличивается ток, протекающий по резисторам 24 ил 25 что увеличивает падение напряжения на резисторе 14 и подзапирает транзистор 11, т.е. уменьшает ток базы транзистора 11, что возвращает токи коллекторов транз.;сторов к прежней величине. Аналогичный процесс происходит и при изменении температуры окружающей среды. Введение такой отрицательной обратной связи стало возможным только при наличии последовательных RC-цепей 22 и 23, что улучшает процесс запуска генератора, т.е. создает положительную обратную связь, действующую только в моменты переключения транзисторов и отсутствующую вне моментов переключения. Отрицательная же обратная связь действует всегда, именно поэтому увеличивается стабильность и помехозащищенность генератора в целом.