Преобразователь перемещений в постоянный ток Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

(Л

о ю

Изобретение относится к электронной техникеJ а именно к устройствам измерения и контроля, и может быть использовано в устройствах автомати- ки и телемеханики. I Цель изобретения - повьшение чувствительности преобразователя перемещений в. постоянньй ток с нечет ной характеристикой преобразования« На фиг о 1 приведена принципиаль- ная схема преобразователя перемеще- |ний в постоянный ток; на фиг,2 - вреден ные диаграммы

I Преобразователь состоит из диффе- |ренциапьного индуктивного датчика С полуобмотками 1 и 2 магнитного 1мультивибратора 3 с выходным трансформатором 4 и мостового фазочувстви |тельного выпрямителя, выполненного |На транзисторах 5-8, Полуобмотки дат :чика соединены вместе и подключены :к выходной обмотке 9 трансформатора :45 образуя мостовую измерительную схему. Между точкой соединения полу- обмоток датчика и средней точкой об- мотки 9 (в измерительную диагональ |моста) включены диагональ фазочувст- вительного выпрямителя и детектор 10 направления тока, В другую диагональ фазочувствительного выпрямителя включена нагрузка JJ,

Выход детектора 10 направления тока через дифференцирующую цепь 12 и диодный вьшрямитель 13 подключен к одним из входов элементов 2И 14 .и 15о К другим входам элементо в 2И через диоды 16 и -17 подключены крайние выводы дополнительной обмотки 18 трансформатора 4, Средний вывод обмотки 18 подключен к общей шине питания. Выходы элементов 14 и 15 подключены к одним из входов двух элементов i 2ИЛИ 19 и 20с К другим входам этих элементов через дифференцирую- щие цепочки 21 и 22 подключены крайние выводы обмотки 18.

В схему преобразователя входят также RS-триггер 23 и ключевой усилителЬ} состоящий из транзисторных ключей 24 и 25 и трансформатора 26 Уп- равляющие входы усилителя подключены к выходам триггера. Управляющие входы триггера подключены к выходам элементов 2ИЛИс Выходные обмотки трансформатора 26 подключены к управляющим входам транзисторов мостового фазочувствительного выпрямителя о

0

5

0

5

„

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче на индуктивный датчик напряжения прямоугольной формы по полуобмоткам 1 и 2 датчика протекают токи i, и ijJ изменяющиеся экспоненциально. Если индуктивности обеих полуобмоток равны, то токи 1 и ij (фиг.2б5в) одинаковы, ток в диагонали мостовой измерительной схемы ia отсутствует. Если L L (индуктив- ность полуобмоток 1 и 2), по диагонали измерительной схемы протекает разностный ток 1а i - ij (фиг«2г). Детектор 10 направления тока, вход которого включен в диагональ измерительной схемы, фиксирует переход тока in через нуль.

При на выходе детектора 10 формируется импульс напряжения U {фиг,2д), при irt, его выходе формируется пауза (или наоборот), Детектор 10 направления тока может быть выполнен на базе, однопорогового компаратора напряжения на операционном усилителе, вход которого подключен к измерительному резистору. Импульсы подаются на дифференцирующую цепочку 12, на выходе которой образуются двухполярные импульсы, положительный импульс соответствует переднему фронту импульса U,, отрицательный - заднему

Полученные импульсы, пройдя через вьшрямитель 13 (выполненный, налри- Mepj по диодной.мостовой схеме), преобразуются в узкие однополярные положительные импульсы lUg (фиго2е), период которых равен половине периода питающего напряжения U (фиг,2а), Моменты появления этих импульсов соответствуют моментам перехода тока i о через нуль

Импульсы и л поступают на входы двух элементов 2И 14 и 15, На другие входы этих элементов подаются импульсы напряжений U (фиг.2ж) и Uj (фиг.2з), длительность которых равна половине периода U и которые сдвинуты относительно друг друга на половину периода Utt- Эти импульсы получаются выпрямлением напряжения на дополнительной обмотке 18 трансформатора 4„

На выходах элементов 2И поочередно через половину периода появляются импульсы, проходящие через элементы 2ИЛИ и переключающие ВБгтриггер 23,

который, в свою очередь, переключает транзисторы 24 и 25 ключевого усилителя. На обмотках транзистора 26 формируются двухполярные прямоугольные импульсы Цд, период которых равен периоду напряжения U, но которые сдвинуты относительно U,, таким образом, что их фронты совпадают с моментами изменения направления тока Дло Однако полярность этих импульсов не зависит от действительного направления тока io, поскольку порядок переключения RS-триггера определяется только напряжениями U i и Uj, На фиг.2к Изображен ток i, протекающий через нагрузку, а „ - постоянная составляющая этого тока.

Прямоугольные импульсы, действующие на выходных обмотках трансформатора 26, попарно-противофазно переключают транзисторы 5-8 фазрчувстви- тельного выпрямителя

Чувствительность данной схемы макдуктивного датчика, во вторую диаго- наль одного мостового фазочувстви- тельного выпрямителя включена нагрузка, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности, в него введены детектор направления тока, три дифференцирующие цепочки, диодный выпрямитель, два

0 элемента 2И, два элемента 2ИЛИ, RS- триггер и ключевой транзисторный усилитель с выходным трансформатором, при этом детектор направления тока включен между вторым вьшодом первой

5 диагонали мостового фазочувствитель- ного йьтрямителя и диодным выводом выходной обмотки магнитного мультивибратора, выход детектора направления тока через последовательно сое0 диненные дифференцирующую цепочку и диодный выпрямитель подключен к одним из входов первого и второго элементов 2И, к другим входам этих элементов соответственно подключены че

Изобретение относится к электронной технике. Преобразователь перемещений (ПП) в постоянный ток содержит : дифференциальный индуктивный датчик с полуобмотками 1,2, магнитный мультивибратор 3 с выходным трансформатором 4 с выходной обмоткой 9 и мостовым фазочувствительным выпрямителем, выполненным на транзисторах 5-8, детектор 10 направления тока, нагрузку 11, диодный выпрямитель 13, элементы 2И 14, 15, диоды 16,17, элементы 2ШШ 19,20, дифференцирующие цепочки 12, 21, 22, RS- трйггер 23, ключевой транзисторный усилитель, состоящий из транзисторных ключей 24,25 и выходного трансформатора 26, ПП в постоянный ток имеет повышенную чувствительность за счет нечетной характеристики преобразования, 2 ил. с

симальная для преобразователей с диф- 25 рез диоды начала и концы дополнительференциальным индуктивным датчиком, включенным по мостовой схеме, и равна теоретической чувствительности преобразователя с мостовым диодным выпрямителем в диагонали моста. Однако, она лишена главного недостатка такого преобразователя - наличия четной характеристики преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь перемещений в постоянный ток, содержащий дифференциальный индуктивный датчик, магнитный мультивибратор, выходная обмотка которого, имеющая средний выход, подключена началом и концом соответст ; венно к первой и второй полуобмоткам дифференциального индуктивного датчика, мостовой фазочувствитель- ньй выпрямитель, подключенный первым выводом первой Диагонали к общей точке полуобмоток дифференциального ин0

5

ной обмотки трансформатора магнитного мультивибратора, средний вывод которой подключен к общей шине, выходы первого и второго элементов 2И подключены соответственно к одним из входов первого и второго элементов 2ИЛИ, к другим входам которых через соответствующие последовательно соединенные дифференцирующие цепочки и диоды подключены соответственно конец и начало дополнительной обмотки трансформатора магнитного мультивибратора, выходы первого и второго элементов 21-ШИ соответственно подключены к R- 0 входу и Б входу RS-триггера, выходы которого подключены к управляющим входам.ключевого трйнзисторного усилителя, при этом вькодные обмотки трансформатора данного усилителя подключены к управляющим входам транзисторов мостового фазочувствительного выпрямителя.

5

.,

V

г)

), .;,

ж)

.

и)

к}

,,

Составитель А„Игнатов Редактор И,Касарда Техред А.Кравч гкКорректор В Бутяга

Заказ 3182/37

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж-ЗЗз Ра- апская наб, д, 4/5

Подписное