Трансформаторный преобразователь перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B7/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах и информационно-измерительных системах для высокоточного измерения линейных перемещений и неэлектрических величин, связанных с перемещением.

Цель изобретения - повыщение точности измерения перемещения за счет выбора эффективной функции преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит магнитопро- вод 1, короткозамкнутый виток 2, источник 3 переменного тока, вычитатели 4 и 5, умножитель 6, вычитатель 7, делитель 8, блок 9 регистрации, шину 10 постоянного сигнала, вторичную обмотку 11, имеющую начало 12, промежуточный вывод 13 и конец 14, вторичную обмотку 15, имеющую начало 16, промежуточный вывод 17 и конец 18, первичную обмотку 19.

На магнитопроводе 1 расположены короткозамкнутый виток 2, первичная обмотка 19 и вторичные обмотки 11 и 15. Первичная обмотка 19 подключена к источнику 3 переменного тока. Выход вычитате- Ля 4 подключен к входу умножителя и вычитающему входу вычитателя 7. Выходы умножителя 6 и вычитателя 7 подключены к входам делителя 8, выход которого подключен к входу блока 9 регистрации.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

Функция преобразования преобразователя перемещений описывается уравнением вида:

Y Ао + А,Х,(1)

где X - входное перемещение коротко- замкнутого витка 2;

Y - выходной сигнал преобразователя (например, напряжение); АО, AI - параметры функции преобразования.

Нестабильность коэффициентов АО, AI под влиянием случайных факторов и временного дрейфа параметров преобразователя являются источником погрешности измерения линейных перемещений.

Для устранения влияния вариации указанных параметров на точность измерения перемещений в преобразователе производится следующая последовательность операций.

В начальном положении короткозамкнутый виток 2 устанавливается симметрично относительно обмоток 11 и 15, что соответствует начальному значению входной величины X.

На первый дифференциальный вход вычитателя 4 поступает сигнал с выводов 12 и 13 обмотки 11, а на второй - с выводов 16 и 17 обмотки 15. Величины этих сигналов (У| и у2 соответственно) связаны с измеряемым перемещением X соотношением

YI Ao-f А|(Хо + Х); (2) У2 АО +А|(Хо-Х).

На первый дифференциальный вход вычитателя 5 поступает суммарный сигнал с обмотки 11 (выводы 14 и 12), а на второй дифференциальный вход - суммарный сигнал с обмотки 15 (выводы 16 и 18).

Величины этих сигналов (Уз и 4, соответственно) равны

УЗ АО + А|(Хо + X + А);

У, АО +А,(),(3)

где л- известная величина напряжения,

пропорциональная смешению секции с выводами 13, 14 (17, 18), вторичной обмотки относительно секции с выводами 12, 13 (16, 17) этой обмотки.

На выходе блока 4 сигнал пропорционален величине (У|-У2), а на выходе блока 5 - (). С выходов блоков 4 и 5 сигналы поступают на вход вычитателя 7, где сравниваются, а на выходе формируется сигнал

;() -- (, -,).

На умножителе 6 перемножаются сигналы (Yi - 9) и Д. Сигналы с выходов блоков 6: (У, -Y2) A и 7: (Y3 -Y4)- - (Yi - Y2)l делят на делителе 8, а результат (перемещение X) регистрируют в блоке 9.

Из системы уравнений (2) и (3) находят:

Y,-Y2

(Y3-Y4) - (Y,

Y2)

Л.(4)

Указанный алгоритм (4) реализуется в трансформаторном преобразователе перемещений. Из формулы (4) видно, что резуль- тат измерений X не зависит от параметров АО и AI (аддитивной и мультипликативной составляющих погрешностей), что позволяет достичь высокой точности измерения перемещений.

Формула изобретения

Трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий магнитопровод с

г0 размещенными на нем первичной обмоткой, двумя вторичными обмотками и подвижным короткозамкнутым витком, источник переменного тока и блок регистрации, выводы первичной обмотки подключены к источнику переменного тока, отличающийся тем,

55 что, с целью повышения точности, оно снабжено тремя вычитателями, умножителем, делителем и шиной постоянного сигнала, а каждая вторичная обмотка имеет промежуточный вывод, начало первой вторичной обмотки подключено к первому сум.мируюше- му входу первого вычитателя и первому вычитающему входу второго вычитателя, промежуточный вывод - к первому вычитающему входу первого вычитателя, а конец - к первому суммирующему входу второго вычитателя, начало второй вторичной обмотки подключено к вторым вычитающим входам первого и второго вычитателей, промежуточный вывод - к второму суммирующему входу первого вычитателя, выход кото

рого подключен к первому входу умножителя и вычитающему входу третьего вычитателя, конец второй вторичной обмотки подключен к второму суммирующему входу второго вычитателя, выход которого подключен к суммирующему входу третьего вычитателя, выход которого подключен к первому входу делителя, выход которого подключен к входу блока регистрации, щина постоянного сигнала подключена к второму входу умножителя, выход которого подключен к второму входу делителя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения линейных перемещений и неэлектрических величин, связанных с перемещением. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет выбора эффективной функции преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий магнитопровод 1 с первичной обмоткой 19, двумя вторичными обмотками 11 и 15 и подвижным коротко- замкнутым витком 2, источник 3 переменного тока, блок 9 регистрации, введены три вычитателя 4, 5 и 7, умножитель 6, делитель 8 и шина 10 постоянного сигнала. Введение указанных блоков с их связями позволяет реализовать эффективный алгоритм формирования функции преобразования, обеспечивающий независимость выходной величины от аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности преобразователя. 1 ил. ю % (Л оо о О5 ОО