Преобразователь перемещений в цифровой код Советский патент 1987 года по МПК G01D5/14 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоконтроля и измерений при работе с-датчиками переменного тока.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности преобразователя за счет повышения рабочей частоты и дополнительной обработки выходного сигнала.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя перемещений в цифровой код.

- Преобразователь содержит дифференциально-трансформаторный датчик 1, операционный усилитель (ОУ) 2, первый и второй- резисторы 3 и 4, первый и второй двух- полупериодные выпрямители 5 и 6, сумматор 7, вычитатель 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, третий резистор 10, причем инвертирующий вход ОУ 2 через первый резистор 3, а неинвертируюш,ий вход через третий резистор 10 подключены к шине нулевого потенциала. Один вывод первичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика 1 подключен к инвертирующему входу ОУ 2, а другой ее вывод подключен к выходу ОУ 2 и через второй резистор 4 - к неинвертирующему входу ОУ 2, первая и вторая вторичные обмотки дифференциально-трансформаторного датчика 1 подключены к первому и второму двухполупериодным выпрямителям 5 и 6, выходы которых подключены к первым и вторым входам сумматора 7 и вычитате- ля 8, выходы которых подключены к входам АЦП 9. Между первичной и вторичной обмотками датчика 1 перемещается пуансон.

Преобразователь работает следующим образом.

Операционный усилитель 2 охвачен положительной обратной связью через резисторы 4 и 10, что приводит к появлению гистерезисной характеристики. Появление на входе операционного усилителя 2 напряжения любого знака, за счет действия положительной обратной связи через резисторы 4 и 10, приводит к скачкообразному росту выходного напряжения. За счет индуктивного характера первичной обмотки датчика ток в ней нарастает по линейному закону, что приводит к нарастанию напряжения на резисторе 3. При достижении равенства напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах выходное напряжение операционного усилителя 2 изменяет знак.

Ток через первичную обмотку дифференциально-трансформаторного датчика имеет треугольную форму, а это приводит к тому, что выходные напряжения датчика имеют прямоугольную форму.

Прямоугольные напряжения с выходов каждой вторичной обмотки выпрямляются двухполупериодными выпрямителями 5 и 6

и поступают на сумматор 7 и вычитатель 8. На выходе последнего образуется сигнал, пропорциональный величине перемещения плунжера дифференциально-трансформаторного датчика 1. На выходе сумматора 7 образуется сигнал, пропорциональный выходному напряжению полуобмоток датчика и независящий от положения плунжера. Суммарный сигнал используется в качестве опорного напряжения для аналого-цифрового преобразователя, а разностный сигнал - в качестве входного.

Умножающий аналого-цифровой преобразователь 9 измеряет отношение этих двух напряжений, что делает выходные параметры преобразователя перемещений независимыми от частоты и формы входного напряжения дифференциально-трансформаторного датчика, а также от его коэффициента передачи.

Инвариантность выходных параметров преобразователя по отношению к параметрам дифференциально-трансформаторного датчика позволяет резко (на два порядка по сравнению с прототипом) поднять быстродействие преобразователя при одновременном повышении точности за счет повышения рабочей частоть.

Формула изобретения

Преобразователь перемещений в цифровой код, содержащий дифференциально- трансформаторный датчик, операционный усилитель, два резистора и двухполупе- риодный выпрямитель, причем выход операционного усилителя через последовательно соединенные первичную обмотку дифференциально-трансформаторного датчика и первый резистор подключен к шине нулевого потенциала, первый вход двухполупе- риодного выпрямителя подключен к первому

выводу первой вторичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия преобразователя, в него введены второй двухполупериодный

выпрямитель, сумматор, вычитатель, аналого- цифровой преобразователь и третий резистор, причем инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а неинвертирующий вход операционного усилителя соединен через второй резистор с собственным выходом и через третий резистор - с шиной нулевого потенциала, второй вход первого двухполу- периодного выпрямителя подключен к второму выводу первой вторичной обмотки

датчика, первый и второй входы второго двухполупериодного выпрямителя подключены к выводам второй вторичной обмотки датчика, выход первого двухполупериод1290071д

нрго выпрямителя подключен к первым вхо-ды сумматора и вычитателя соединены с входам сумматора и вычитателя, вторые вхо-дами аналого-цифрового преобразователя, ды которых соединены с выходом второговыход которого соединен с выходом уст- двухполупериодного выпрямителя, выхо-ройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель - повышение точности и быстродействия. Она достигается тем, что в преобразователь перемещений в цифровой код, содержащий дифференциально-трансформаторный датчик 1, операционный усилитель 2, резисторы (Р) 3, 4 и двухпериодный выпрямитель (ДВ) 5, введены ДВ 6, сумматор 7, вычитатель 8, аналого-цифровой преобразователь 9 и Р 10. Изобретение позволяет повысить рабочую частоту и дополнительно обработать выходной сигнал и может быть использовано в системах автоконтрсгля и измерений при работе с датчиками переменного тока. 1 ил. (Л г