Устройство для контроля дифференциального емкостного преобразователя Советский патент 1987 года по МПК G01L9/12 G01R17/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к области контроля состояния нервичных преобразователей, и может быть использовано при контроле состояния дифференциальных емкостных преобразователей.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет достижения полного баланса трансформаторного моста.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока внесения избыточности.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, соединенный с трансформатором 2 напряжения, имеющим первичную обмотку 3 и вторичную обмотку 4, контролируемый дифференциальный емкостной преобразователь 5, с электродами 6-8 и выводами 9-11, блок 12 внесения избыточности, соединенный с блоком 13 согласования, выход которого подключен к частотному фильтру 14, элемент ЗАПРЕТ 15, промежуточный преобразователь 16, инвертор 17, блок 18 сравнения, вход которого соединен с элементом ИЛИ 19, информационный выход 20 устройства, сигнальный выход 21 устройства.

Кроме того, блок 12 внесения избыточности содержит последовательно соединенные ключи 22 и дополнительный конденсатор 23.

Устройство работает следующим образом.

При подаче синусоидального напряжения с выхода генератора 1 на дифференциальный емкостной преобразователь 5 напряжение разбаланса, снимаемое с выходной диагонали моста, образованного двумя половинами вторичной обмотки трансформатора 2 и емкостями контролируемого преобразователя 5, подается на вход блока 13 согласования.

При сбалансированном мосте и при исправном преобразователе 5 сигнал Отсут- ствие с выхода блока 13 согласования и промежуточного преобразователя 16 подается на информационный выход 20 устройства и на один из входов блока 18 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение с одной из половин вторичной обмотки трансформатора 2, равное предельному значению напряжения, снимаемого с моста.

В то же время выходной сигнал «Отсутствие с блока 13 согласования через частотный фильтр 14 подается на вход инвертора 17. На выходе инвертора 17 появляется сигнал, который поступает на один из входов элемента ИЛИ 19, на втором входе которого с выхода блока 18 сравнения сигнал отсутствует, так как выходное напряжение промежуточного преобразователя 16 не превышает значения напряжения

с выхода одной из половин обмотки трансформатора 2.

На сигнальном выходе 21 устройства появляется ложный сигнал неисправности. Поэтому для определения истинного состояния преобразователя 5 при нулевом значении сигнала разбаланса необходимо подать тестовое воздействие на одну из половин преобразователя 5 в виде дополнительного изменения емкости.

С этой целью в устройство введены элементы ЗАПРЕТ 15 и блок 12. Соответственно контроль состояния преобразователя 5 будет производиться только после тестового воздействия.

В - соответствии с изложенным сигнал с сигнального выхода 21 подается на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15, а на инверсном входе имеем нулевое значение сигнала с выхода блока 18 сравнения. И.мпульс с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 блокирует

работу промежуточного преобразователя 16 и подключает к одной из половин дифференциального емкостного преобразователя 5 дополнительный конденсатор 23, величина которого выбирается из условия

получения минимального значения сигнала разбаланса, достаточного для нормального функционирования устройства контроля.

Тестовый сигнал разбаланса с выхода блока 13 согласования не проходит на информационный выход 20 устройства, так как промежуточный преобразователь 16 заблокирован.

В то же время выпрямленный сигнал разбаланса с выхода частотного фильтра 14 и проинвертированный инвертором 17

фиксируется на сигнальном выходе 21 устройства в виде сигнала Отсутствие, свидетельствующем об исправности контролируемого дифференциального емкостного преобразователя 5. Данный сигнал в свою

очередь присутствует одновременно и на прямом входе элемента ЗАПРЕТ 15, разблокировав блок 18 сравнения и отключив блок 12.

Нулевое значение разбаланса возмож- но не только при сбалансированном мосте и исправном преобразователе 5, но и при определенных неисправностях преобразователя, таких как одновременный обрыв цепей между электродом 6 и выводом 9 и между электродом 8 и выводом 10 или обрыв цепи между электродом 7 и выводом 11. К тому же приводят и одновременные короткие замыкания электродов 6, 7 и 8, 7 вследствие закорачивания диагонали питания контролируемого дифференциального ем- костного преобразователя.

В этом случае сигнал «Отсутствие с выхода блока 13 согласования проходит на информационный выход 20 устройства

и на сигнальном выходе 21 появляется сигнал неисправности преобразователя 5.

При подключении блока 12 сигнал разбаланса не изменит своего нулевого состояния, а следовательно, на сигнальном выходе 21 устройства не произойдет смены сигнала, что будет свидетельствовать о неработоспособности преобразователя 5.

Кроме нулевого состояния сигнала разбаланса, на выходе моста возможно появление напряжения, равного максимально допустимому уровню. Это возможно при обрывах между электродом 6 и выводом 9 или электродом 8 и выводом 10 и при коротких замыканиях электродов 6, 7 или 7, 8.

Указанное напряжение через промежуточный преобразователь 16 поступает на первый вход блока 18 сравнения и в момент его равенства с напряжением, снимаемым с половины вторичной обмотки трансформатора 2 на выходе блока 18 сравнения, появляется сигнал, который подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15, за-- прещая тем самым подключение блока 12 и на один из входов элемента ИЛИ 19.

В то же время сигнал перебаланса, выпрямленный частотным фильтром 14 и про- инвертированный инвертором 17, поступает на второй вход элемента ИЛИ 19.

На сигнальном выходе 21 устройства появляется сигнал неисправности дифференциального емкостного преобразователя 5.

Наличие сигнала на сигнальном выходе 21 устройства свидетельствует о недостоверной информации на информационно.м выходе 20 устройства.

Как видно из работы устройства, в качестве источника питания преобразователя 5 используется синусоидальный сигнал, в спектре которого отсутствуют высшие гармоники, способствующие искажению результатов измерения и контроля. Формула изобретения

1. Устройство для контроля дифференциального емкостного преобразователя.

I

Составитель В. Семенчук

Редактор С. ПатрушеваТехред И. ВересКорректор И. Эрдснн

Заказ 1433/32Тираж 777Подписное

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

0

5

0

5

0

0

содержащее трансформатор напряжеппя, первый вывод первой вторичной обмотки которого соединен с первой клеммой для подсоединения контролируемого , а первый вывод второй вторичной обмотки - с второй клеммой д, 1я подсоединения контролируемого объекта, б, 1ок coi . iacoBa- ния, первый вход которого соединен с третьей клеммой для подсоединения контролируемого объекта, а второй вход -- с общей щиной, с которой соединены вторые выводы двух вторичных обмоток трансформатора напряжения, последовательно соединенные частотный фильтр, инвертор, элемент ИЛИ, выход которого соединен с сиг- нальнь м выходом устройства, пнформацп- онный выход которого через блок сравнения соединен с вторым входом элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены генератор синусоида,льного сигнала, блок внесения избыточности, промежуточный преобразователь, элемент ЗАПРЕТ, прп- чем выход блока согласования соединен с входом частотного фильтра и промежуточного преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выводо.м второй вторичной обмотки трансформатора напряжения, а выход - с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с сигнальным выходом устройства, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с управляемыми входами промежуточного преобразователя и блока внесения избыточности, первый и второй выходы которого соединены с первой и третьей клеммами для подсоединения контролируемого объекта соответственно, выход генератора синусоидального сигнала соединен с выводами первичной обмотки трансформатора напряжения.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок внесения избыточности содержит последовательно соединенные ключ и дополнительный конденсатор.

П

I

риг.г

Изобретение относится к области электроизмерительной те.хники. Введение в устройство для контроля дифференциального емкостного преобразователя генератора 1 синусоидального сигнала, блока 12 внесения избыточности, содержащего ключ и конденсатор промежуточного преобразователя 16, и элемента ЗАПРЕТ 15 повышает достоверность контроля за счет достижения полного баланса трансформаторного моста. 2 ил., 1 3. п. формулы. (Л 2ff Г со о 00 оо со 21 hM (риг.1