Устройство для измерения перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B7/00 

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений с помощью трансформаторных или дифференциально-трансформаторных преобразователей.

Цель изобретения - повьпление точности измерения путем исключения мультипликативной погрешности измерений, обусловленной изменением частоты -и тока питания преобразователей ,

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения перемещений.

Устройство содержит дифференциально-трансформаторный преобразователь 1 перемещений с первичной об- моткой 2 и секциями 3 и 4 выходной мотки.

Питание обмотки 2 преобразовател осуществляется от источника 5 через коммутатор 6, токорегулирующие элементы, например резисторы 7, и первичную обмотку трансформатора 8. Ди ференциально включенные секции 3 и выходной обмотки преобразователя поключены к блоку 9 обработки сигналов через коммутатор 10, с помощью которого последовательно с ними может быть подключена вторичная обмотка Трансформатора 8,

Устройство для измерения перемещений работает следующим образом.

Процесс измерения состоит из четырех последовательных тактов,

В первом такте питание первичной обмотки 2 преобразователя 1 осуществляется номинальным током 1 при верхнем положении ключа К1 коммутатра 6, При этом ключ К2 коммутатора 10 также находится в верхнем положении, подключая секции 3 и 4 выходной обмотки преобразователя к блоку 9 обработки сигналов.

В результате в блоке 9 фиксируется результат измерения

V

(х),

(1)

номинальный ток питания первичной обмотки преобразователя;

частота тока питания преобразователя;

коэффициент взаимной иидук- ции между первичной и вторичной секциями выходной об

мотки преобразователя, являющийся функцией измеряемого параметра (перемещения х).

Этот результат, как и три последующих, запоминается в блоке 9.

Затем производится второй такт измерения при номинальном токе 1 питания преобразователя, но с добавлением к его выходному сигналу некоторой величины, функционально связанной с амплитудой и частотой тока питания преобразователя.

Для этого во вторичную цепь преобразователя включается с помощью коммутатора 10 вторичная обмотка трансформатора 8 (ключ К2 устанавливается в нижнее положение). В блоке 9 регистрируется следующий результат измерения:

V (X) + I.uJ/

(2)

где J - коэффициент взаимоиндуктивности между первичной и вторичной обмотками трансформатора 8.

Третий и четвертый такты измерения производятся аналогично первому и второму тактам, но при токе питания первичной цепи преобразователя, отличном от номинального 1 на некоторую величину Д1. Для этого ключ К1 коммутатора 6 переводится в ьиж- нее положение и производятся два.измерения - с отключенной и с подключенной вторичной обмоткой трансформатора 8. Соответствующие результаты измерений,зарегистрированные в блоке 9, имеют вид

V (I, +AlUf(x); (3)

. Л

V, (, +Al)cJ/« (х) + (1„ +Ul)oJ/U.

(4)

50

Конечный результат измерения образуется в блоке 9 как рещение системы уравнений (1), (2),(3) и (4) относительно измеряемого перемещения в виде

- 3 н

-- v--rv T

f.{5

55

Как видно из выражения (5), измеряемое перемещение х не зав11сит от параметров тока возбуждения - амплитуды и частоты, изменение которых под влиянием внешних факторов является основным источником погрешности трансформаторных и дифференциально- трансформаторных преобразователей. Кроме того, результат измерения не зависит от величины приращения тока 41, следовательно, к параметрам то- корегулирующих элементов не предъявляется высок их требований.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается практически полная коррек.тировка наиболее характерных составляющих погрешности трансформаторных преобразователей - мультипликативной погрешности, вызываемой изменением амплитуды и частоты тока питания. Устройство характеризуется простотой, для . его реализации пригодны широко распространенные в практике измерений трансформаторные и дифференциально-трансформаторные преобразователи различных типов. Эффективно применение устройства в измерительно-информационных системах при автоматическом опросе датчиков, так как в этом случав источник питания, коммутаторы, трансформатор и токорегулируюРедактор А.Огар

Составитель С.Скрытник

Техред Н.Бонкало Корректор М.СамборСкая

Заказ 1913/36Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4

щие элементы могут быть групповыми , т.е. общими для большого количества измерительных датчиков.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее трансформаторный преобразователь перемещений, подключенный к его первичной обмотке источник питания и присоединенный к его выходной обмотке через коммутатор блок обработки сигналов, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния точности измерения, оно снабжено трансформатором и вторым коммута-. тором, первичная обмотка трансформатора подключена последовательно с первичной обмоткой пре9бразователя перемещений, его вторичная обмотка

присоединена одним вьшодом к выходной обмотке преобразователя перемещений, а другим - к первому коммутатору, а второй коммутатор соединен последовательно через токорегулирующие элементы с первичными обмотками преобразователя перемещений и трансформатора .

Изобретение позволяет осуществлять измерение перемещений при использовании стандартных трансформаторных и дифференциально-трансформаторных преобразователей с высокой., точностью путем исключения мультипликативной погрешности измерений, обусловленной изменением частоты и тока питания преобразователей. Изобретение реализует тестовый метод измерения и осуществляеФ процесс измерения в четыре такта. Устройство для измерения перемещений содержит преобразователь перемещения, трансформатор и два коммутатора, один из которых включен в цепь питания соединенных последовательно первичных обмоток преобразователя и трансформатора, .а другой включен в выходную цепь преобразователя, обеспечивая подключение к блоку обработки сигналов или только выходной обмотки преобразователя, или после- дователЬно соединенных выходной обмотки преобразователя и вторичной обмотки трансформатора. 1 ил. (Л