Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков Советский патент 1988 года по МПК G01D5/12 

i/Л/ДГ

Сл9

Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для упрощения преобразователя при сохранении точности преобразования. Преобразователь содержит датчик 1, источник 2 питания, источник 3 опорного напряжения и формирователь 4 импульса. Введение блока 5 выборки-хранения и выполнение формирователя 4 импульса в виде компаратора 6, элементов И-НЕ 7,9, резисторов 10 и 11 и конденсатора, осуществляющих функции детектора и компенсатора, позволяет упростить схему преобразователя. Таким образом, снижаются погрешности преобразования, обусловленные влиянием колебания напряжения источника 2 питания при меньших аппаратурных затратах. Это особенно важно в многоканальных системах сбора и обработки информации. 2 ил. с (Л

./

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к преобразователям напряжения индукционных и трансформаторных датчиков.

Цель изобретения - упрощение преобразователя при сохранении точности преобразования.

На фиг, 1 изображены блок-схема предлагаемого преобразователя; на- фиг,- 2 - временная диаграмма работы преобразователя.

Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков содержит датчик 1, источник 2 питания, ис- точник 3 опорного напряжения (ИОН), формирователь 4 импульса и блок 5 выборки-хранения (БВХ), причем вход питания датчика 1 подключен к первому выходу источника 2 питания, к вто- рому выходу которого подключен первьм вход, формирователя 4 импульса, второй вход которого подключен к выходу ИОН 3, а выход соединен с управляющим входом блока 5 выборки-хранения, вто- рой вход которого подключен к выходу датчика 1, вывод БВХ 5 соединен с выходом устройства.

Формирователь 4 импульса содержит компаратор 6, три элемента И-НЕ 7-9 два резистора 10 и 11 и конденсатор 12, причем первый и второй входы формирователя 4 импульса соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора 6, вы- ход которого соединен с первьми входами элементов И-НЕ 7 и 8 и с первыми выводами резисторов 10 и 11, второй вывод резистора 10 соединен с потенциалом +5В, а второй вывод резистора 11 - с вторым входом элемента И-НЕ 7 и через конденсатор 12 - с общей шиной, выход элемента И- НЕ 7 соедине с вторым входом элемента И-НЕ 8, выход которого соединен с обоими входа ми элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с выходом формирователя 4 импульса.

В качестве первичных преобразова- телей могут быть использованы индукционные датчики типа ДАТ и ДИТ, вращающиеся трансформаторы типа 45В-32, 50Д-32, 90Д и т.д., особенностью которых является необходимость приме нения источника питания. В качестве такого источника используется генератор, вырабатывающий напряжение синусоидальной формы, к которому не

предъявляются требования стабильност амплитуды.

Формирователь 4 импульса также содержит компаратор, служащий для компенсации влияния изменений амплитуды напряжения источника 2 питания, и логическую схему, содержащую три логических элемента И-НЕ и RC-цепоч- ку, выделяющую импульс заданной длительности по переднему фронту импульсов компаратора формирователя 4 импульса. С выхода компаратора поступают импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде напряжения источника 2 питания в пределах изменения, составляющего, например, ±10% от напряжения питания.

Блок 5 выборки-хранения представляет собой интегральную схему типа 1100СК2.

Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков работает следующим образом.

Напряжение источника 2 питания поступает на датчик 1 и на неинвертирующий вход компаратора 6 формирователя 4 импульса, который преобразует его в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде питающего напряжения.

Пропорциональность осуществляется за счет того, что на инвертирующий вход компаратора 6 формирователя 4 импульса поступает напряжение Uon такой величины, что работа компаратора 6 происходит на начальном линейном участке синусоидального напряжения и.п (фиг. 2), угловая частота при этом находится в пределах

О ,

где to - угловая частота колебаний

напряжения питания. На этом участке напряжение равно

UN. ,

где DO - амплитудное значение напряжения источника питания; UPP - опорное напряжение постоянного тока.

Таким образом, момент выборки определяется по формуле

,п/Uc,.

Логическая схема, состоящая из трех элементов И-НЕ 7 - 9 и RC-цепи, формирует импульс определенной длительности по переднему фронту импульсов, идутцих с выхода компаратоpa 6 формирователя 4 импульса (фиг.2). Эти импульсы управляют работой БВХ 5. Напряжение выхода в таком случае равно

k и„

,kU, k.

F-U

где k - коэффициент передачи датчика 1; F - сила давления;

k - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, при правильно выбранной величине опорного напряжения в зависимости от колебаний напряжения источника питания, можно получит измерительный диапазон, в котором влияние изменений U на Ug,, исключается .

Формирование импульса управления БВХ 5 осуществляется при равенстве напряжений на прямом и инверсном входах компаратора 6.

Если, например, амплитуда напряжения питания датчика увеличится, то переключение компаратора произойдет раньше, благодаря чему выходное напряжение БВХ 5 останется неизменным при постоянной силе F давления. Так как формирование импульса управления БВХ 5 происходит только при положительной или только при отрицательной фазе напряжения питания датчика (в зависимости от знака эталонного напряжения) , то происходит также и детектирование выходного напряжения датчика.

Введение формирователя 4 импульса и БВХ 5, осуществляющих функции детектора и компенсатора, упрощает схему измерительного преобразователя напряжения индукционных датчиков. Таким образом, предлагаемый преобразователь (по сравнению с известными) снижает погрешность преобразования.

). .

ь

10

15

20

обусловленную влиянием колебания напряжения источника питания, при меньших аппаратурных затратах, что особенно важно в многоканальных системах сбора и обработки информации.

Формула изобретения

Измерительньш преобразователь напряжения индукционных датчиков, содержащий источник питания, датчик, формирователь импульса и источник опорного напряжения, причем первый выход источника питания соединен с входом питания датчика, отличающийся ,тем, что, с целью упрощения преобразователя при сохранении точности преобразования, в него введен блок выборки-хранения, а формирователь импульса содержит компаратор, три элемента И-НЕ, два резистора и конденсатор, причем второй выход источника питания и выход источника опорного напряжения соединены соответственно через первый и второй входы формирователя импульса с неинвертирующим и инвертирукядим входами компаратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, с шиной питания через первый резистор и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и через конденсатор - с общей шиной, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с обоими входами третьего элемента И-НЕ, выход которого через выход формирователя импульса соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом g датчика, а выход - с выходом устройства .

25

30

зь

40

tf

Импильсы дыаорки

. 2