Способ магнитно-модуляционного преобразования и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01R33/12 

il

О ND

-si Vl

возбуждающего тока, Спосо б включает модуляцию напряженности магнитного поля в ферромагнитном сердечнике в соответствии с законом изменения преобразуемой величины, возбуждение ферромагнитного сердечника фазоманипули- {рованным током вида i(t)lCt)sin( /Т)t и выделение из выходной ЭДС составляющей с частотой равной учетверенной частоте изменения функдаи iCt), осуществляемое с использованием опорного периодического напряжения JTHna однополярного прямоугольного Меандра З стройство для осуществления- способа содержит генератор 1, ферро- йагнитньш сердечник 2 с сигнальной обмоткой 3., датчик 4 преобразуемой йеличины, измерительную обмотку 5j обмотку 6 возбуждения и обмотку 7 обратной связи усилитель 8 переменного тока, фазЬчувствнтельньй детектор 9 Управляющий вход которого сое,п;ннен с

первым выходом 10 генератора 1, фильт 11 нижних частот и индикатор 12. Второй выход 13 генератора 1 соединен с обмоткой 6 возбуждения через последовательно соединенные полосовый фильтр 14, преобразователь 15 напряжения с парафазными выходами, пере ключатель 16, управляющий вход которого соединен с третьим выходом 17 генератора 1, и преобразователь 18 напряжение ток. Генератор 1 содержит генератор 19 опорного напряжения типа однополярного прямоугольного меандра, выход которого соединен с первым выходом 10, вторым выходом 13 и третьим выходом 17 генератора 1 соответственно через делитель 20 частоты на два, делитель 21 частоты на четьфе и последовательно соединенные делитель 21 частоты на четыре и второй делитель 22 частоты на два. 2 с,п. ,, 1 йл.

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано при реализации магнитно-модуляционных преобразователей с выходом по второй гармонике возбуждающего тока. Целью изобретения является повышение точности преобразования за счёт уменьшения аддитивной составляющей погрешности, обусловленной изменением темпера.туры окружающей среды и искажениями формы

1

Изобретение относится к автомати- :ке к измерительной технике и может ;быть использовано при реализации магнитно-модуляционных преобразова ;телей с выходом по второй гармонике j возбудцаюп его тока : Целью изобретения является повы- шение точности преобразования за счет :уменьшения аддитивной составляющей . погрешностиS обусловленной изменением .температуры окружающей среды и искажениями формы возбувдающего тока о

На чертеже 11ре,цставлена блок-схе- ма устройства, реализующего предлагаемый сопособо

Способ магнитно-модуляционного преобразования, включающий модуляцию напряженности магнитного поля в ферромагнитном сердечшке в соответствии с законом изменения преобразуемой ве- личины воэбуддег-гае ферромагнитного сердечника бал;ансно--модулированным

током ви,ца i(t.)l(t) sin

2V

t с ИС

пользованием двух периодх-теских коле банки, одно из которых Я1шяется гармоническим, и выделение из выходной использованием опорного периое0

5

0

5

дического напряжения составляющей с частотойJ равной учетверенной частоте изменения модулирующей функции I(t)s функция I(t) имеет вид прямоугольного меандра, изменение ее знака производят при переходе функции

. 2Т

sin---t через нуль, период ее следования Т выбирают равным 2Т, вьде- ление из выходной ЭДС составляющей с частотой, равной учетверенной частоте измене1шя функции I(t), осуществляют с использованием опорного периодического напряжения типа однополярного прямоугольного меандра, а балансную модуляцию реализуют в форме фазовой манипуляции гармонического напряжения вида U(t)Vsin-Tp-t с использованием опорного периодического напряжения

Устройство для осуществления способа содержит генератор 1, ферромагнитный сердечник 2 с сигнальной об- мotкoй 3, выводы которой соединены с датчиком 4 преобразуемой величины, измерительную обмотку 5, обмотку 6 возбуждения и обмотку 7 обратной

10

15

20

25

31402977

связи, один из выводов каждой из ко торых соединен с общей шиной, и последовательно соединенные усилитель 8 переменного тока, вход которого связан с другим вьтодом измерительной обмотки 5, фазочувствительный детектор 9, управляющий вход которого соединен с первым выходом 10 генератора 1, фильтр 11 нижних частот и индикатор 12, выход которого сое- диен -с другим вьгоодом обмотки 7 обратной связи. Второй выход 13 гене™ ратора 1 соединен с другим выводом обмотки 6 возбуждения через последовательно соединенные полосовой фильтр 14, преобразователь 15 напряжения с парафазными выходами, переключатель 16, управляющий вход которого соединен с третьим выходом 17 генератора 1, и преобразователь 18 напряжение ток. Генератор 1 содержит генератор 19 опорного периодического напряжения, выход которого соединен с первым выходом 10 генератора 1 через делитель 20 частоты на два, с вторьм его выходом 13 через целитель 21 частоты на четыре и с третьим его выходом 17 через последовательно сое диненные делитель 21 частоты на четыре и второй делитель 22 частоты на два.

Устройство работает следующим об- разом,

Датчик 4 преобразуемой величины в цепи сигнальной обмотки 3 осуществляет модуляцию напряженности магнитного поля в ферромагнитном сердечнике 2 в соответствии с законом изменения

преобразуемой величины.

Генератор 19 вырабатьшает периодическую последовательность прямоугольных импульсов типа однополярного меандра, следующую с частотой А

, из которой с использованием

делителей 20 - 22 формируются аналогичные последовательности импу.,

следующие с частотой 2f , f и- и

поступающие на первьш 10, второй 13 и третий 17 выходы соответственно генератора 1 о

Полосовый фильтр 14 формирует си нусоидальное напряжение вида U(t)

27

t, которое.

30 д

2g п

40

Vsin

проходя через

45 я gQ ю gg т

преобразователь 15 напряжения с пара- фазными выходами и переключатель 16, управляемый напряжением с частотой

0

5

0

5

, поступающим с третьего выхода 17

генератора 1, периодически модулируется (инвертируется) по фазе при переходе через нуль функции sinx

5 г- t с периодом Т,2Т.

Преобразователь 18 напряжение - ток формирует ток возбуждения i(t)

fy

I(t)sin -- t ферромагнитного сердечника предусмотренного способом вида Выделение из выходной ЭДС составляющей с частотой, равной учетверенной частоте изменения функщги I(t), осуществляется с помощью напряжения с частотой 2fo5 поступающего с первого выхода 10 генератора 1 на управляющий вход фазочувствительного детектора 9) на вход которого подается сигнал, снимаемый с измерительной обмотки 5, предварительно усиленный усилителем 8 переменного тока,

Фильтр 11 нижних частот вьщеляет постоянную составляющую, которая-. через индикатор 12 поступает в обмотку 7 обратной связи и может быть использована для компенсации сигнала 0 датчика 4 преобразуемой величины

Формула изобрете ни я

1 о Способ магнитно-модуляционного g преобразователя, включающий модуляцию напряженности магнитного поля в ферромагнитном сердечнике в соответствии с законом изменения преобразуемой величины, возбуждение ферромагнитного сердечника балансно-модули- рованным током вида i(t)I(t)sin«

О

«-тг- f c использованием двухпериоди- .

0

ческих колебаний, одно из которых 45 является гармоническим, и выделение из выходной ЭДС с использованием опорного периодического напряжения составляющей с частотой, равной учетверенной частоте изменения модулиру- gQ ющей функции I(t), отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования за счет уменьшения аддитивной составляющей погрешности,обусловленной изменениям gg температуры окружающей среды и искажениями формы возбуждающего тока, функция I(t), характеризующая ток, возбуждающий ферромагнитный сердечник, имеет вид прямоугольного меанд-

pa,, изменеш1е ее знака производят

,2

при переходе функции sin--t через

нуль, период ее следования Т выби- рают равным 2Тз вьиеление из выходной ЭДС составляющей с частотой, равной учетверенной частоте изменения функцш I(t)j, осзтцествляют с использованием опорного периодического напряжения типа однополярного прямоугольного меандра, а балансную модуляцию, реализуют в форме фазовой манипуляции гармонического напряжения

2 ir

бида U(t)V(t) с использованием опорного периодического напряжения „

2 в Устройство для магнитно модуля ijHOHHoro преобразования, содержащее генератор,, ферромагнитньй сердечник е сигнальной обмоткой вьшоды которо соединены с датчиком преобразуемой величинЫз к обмотками измерительной, Возбувдения и обратной связи один ИЗ вьшодов каждой из которых соеди- йен с общей шиной, а также последовательно соединенные усилитель пере- BieHHoro тока5 фазочувствительньй де- teKTopj управляюпщй вход которого Соединен с первьп выходом генератора а вькод которого соединен с другим

выводом обмотки обратной связи через последовательно соединенные фильтр шжних частот и индикатор, причем

вход усилителя переменного тока подключен к другому вьшоду измерительной обмотки, а второй вькод генератора связан с другим вьшодом обмотки возбуждения, отличаю-щееся

тем, что, с целью повышения точности преобразования за счет уменьшения аддитивной составляющей погрешности, обусловленной изменениями температуры окружающей среды и искажениями

формы возбуждающего тока, второй выход генератора связан с другим выводом обмотки возбуждения через последовательно соединенные полосовой фильтр, преобразовате.ль напряжения с

парафазными выходами, переключатель, управляющий вход которого соединен с третьим выходом генератора, и преобразователь напряжение - ток, причем генератор выполнен в виде генератора

опорного периодического напряжения, выход которого через делитель частоты на два соединен с первым выходом генератора, а через делитель частоты на четыре выход которого через второй делитель частоты на два соединен с третьим выходом генератора, - с вторым выходом генератора.