Индуктивный датчик-преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01F23/26 G01R27/26 

и,

опор.

-(/г

1

1чЭ

о 00

сх

Изобретение относится к контрольно- измерительной те.хнике. Цель изобретения - повышение быстродействия и контролесио- собности. Устр-во содержит чувствительный элемент 1, пороговый элемент 3. шину 4 опорного напряжения, ujHHy 6 источника питания, коммутирующий элемент 7, генератор 9 импульсов, конденсатор 12, выходные шины 14 и 15 и управляюш,ую шину 16. Введение стабилизатора 2 напряжения, резистора 5, делителей 8 и 11 напряжений, компаратора 13 и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет контролировать обрыв и закоротки чувствительного элемента 1 и соединительного жгута при нормальной работе и контроле. 1 ил. с (Л

/5

р,

ш

ходные сигналы двуполярной формы, т.е. преобразует }|е. 1ектрическую величину, на- нример обороты врани ния турбины, в ам плиту дно-частотны и сигнал.

На тину 16 управляющих сигналов подан сигнал, при котором вы.ход коммутирующего : лемента 7 соединен со своим входом, соединенным с 1ниной нулевого нотенциала. При тако.м положении второй вход чувст- вите.тьного а.темента оказывается гюдключен- ным к шине нулевого нотенциала. Осуществляется нормальная работа.

При отсутствии отказов в чувствительном элементе (обрыве) ток, протекающий но цени: тина 6 источника питания, резистор 5, чувствительный элемент 1, очень мал вследствие того, что величина резистора 5 намного болыпе внутреннего сопротивления чувствительного элемента 1. Практически подключение резистора 5 к тине 6 источника

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля датчиков частного типа, например, в устройствах измерения и указания уровня, (топлива в баках), расходомерах и устройствах для измерения оборотов.

Целью изобретения является повьинение быстродействия и контролеспособности путем обеспечения возможности контроля обрыва чувствительного э,1емента.

На чертеже изображена структурная схема индуктивного датчика-преобразователя.

Индуктивный датчик-преобразователь параметра в частоту содержит чувствительный элемент 1, иервЬ)1Й вывод которого подключен через стабилизатор 2 напряжения к инвертирующему входу порогового элемента ., неинвертирующий вход которого соединен с ншной 4 опорного напряжения. Резистор 5 соединен с пиной Н источника питания и с первым выводом чувствите. 1ьно1 о э.лемента, второй вывод которого подк;1К)чен к первому выходу коммутирующего элемента 7, первый вход которого соединен с тиной нулевого нотенциала, а второй вход - с выходом первого делителя 8 напряжения, входом сое- диненнсл о с выходом генератора 9 имнуль- сов. Выход порогового элемента 3 подключен через диод 10 к выходу BTopoi o делителя II напряжения, подсоединенного через конденсатор 12 к П1ине нулевого потенциала и пени- вертирующему входу ко.мнаратора 13, выход которого соединен с дополнительной выходной щиной 14. Инвертирующий вход компаратора 13 соединен с инвертирующим вхо- до.м nopoi OBoio элемента 3, выход которого соединен с в} 1 одной Н1иной 15. Унрав.мяю- щий вход коммутнрующего э,:1емента 7 соединен с iHHHoii 16 управляющих сигналов.

Индуктивный датчик-преобразователь работает следующим образом.

Чувствительный элемент 1 генерирует вы

0

5

0

о

5

5

0

5

0

5

нитания и первому выводу чувствительного элемента не оказывает влияния на работу,

В этом случае возможно три режима работы.

Пусть fex выходная частота бйполяр- Н1)1х сигналов, формируемых на выходе чув- ствите.пьного элемента 1; U вы - величина напряжения на выходной щине 14.

1 0; (0.

При отсутствии выходных сигналов с чувствительного элемента 1 на выходе норогово- го элемента 3 фор.мируется положительное напряжение. Диод 10 закрыт. На выходе делителя 11 напряжения фор.мируется неболь- нюе отрицательное напряжение, ностунаю- niee на неинвертирующий вход компаратора 13. На его выходе формируется «О.

fex-O; 0.

В этом случае импульсы, постунающие на вход порогового элемента 3 (например, операционный усилитель), заставляют его срабатывать. На выходе норотового элемента 3 формируется биполярный сигнал, отрицательная составляющая заряжает конденсатор 12, так как диод в этом случае открывается. Па неинвертирующем входе комнара- тора 13 формируется большое отрицательное напряжение, заведомо большее, чем максимальный сигнал с чувствительного элемента 1. Па выходе ко.мпаратора формируется «О.

В с.1учае обрыва чувствительного элемента I )ia вход стабилизатора 2 поступает боль- отрицательное напряжение, которое ограничивается им. Па выходе порогового элемента I 4 ф 1ируется положительное напряжение. ;1,иод 10 закрыт. На инвертирующем входе компаратора 13 напряжение больше, чем на неинвертирующем. На выходе комна- ратора 13 формируется «1, сигнализирующая об обрыве.

В случае проверки работоспособности в динамике на вход 16 поступает сигнал, который подается на управляющий вход коммутирующего элемента 7. Второй вход последнего соединяется с выходом. Импульсы с генератора 9 поступают на второй вывод чувствительного элемента 1.

В случае отсутствия неисправности в чувствительном элементе 1 или в соединительном жгуте импульсы генератора 9 импульсов поступают на вход порогового элемента 3. В этом случае работа не отличается от нормальной работы. При выборе параметров делителя 8 напряжения необходимо учитывать величину резистора 5 (его величина должна быть больще выходного сопротивления делителя 8 напряжения),

В случае имеющейся неисправности в виде закоротки чувствительного элемента 1 или соединительного жгута (на гиину нулевого нотенциала) контрольный сигнал не будет нроходить на выходную тину 15, сигнализируя о неисправности в чувствительном элементе 1 или соединительном жгуте.

В случае обрыва чувствительного элемента или соединительного жгута на входе стабилизатора 2 напряжения формируется большое напряжение, вследствие чего на выходе компаратора 13 - «1, сигнализирующая об обрыве (отказе).

В случае большой длины соединительного жгута имеет место наличие паразитных емкостей. Контрольный сигнал может пройти минуя чувствительный элемент 1. Однако в случае обрыва чувствительного элемента 1 контрольный сигнал не может пройти на вход порогового элемента 3, так как ему противодействует сигнал, поступаюш.ий через резистор 5. Величины параметров делителя 8 напряжения выбирают с учетом этого режима.

Таким образом, предлагаемый датчик по сравнению с известным обеспечивает большое быстродействие и обладает расширенными функциональными возможностями за счет контроля обрыва и закоротки чувствительного элемента и соединительного жгута при нормальной работе и контроле, что значительно повышает достоверность контроля.

Формула изобретения

Индуктивный датчик-преобразователь, со- держаший чувствительный элемент, один

0

5

0

5

выход которого подключен к выходу коммутирующего элемента, первый вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а управляющий вход - с шиной управляющих сигналов, источник питания, генератор импульсов и пороговый элемент, неинвертирующий вход которого соединен с шиной опорного питания напряжения, а выход - с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и контроле- способности за счет возможности контроля обрыва чувствительного элемента, он снабжен резистором, включенным между шиной источника питания и другим выходом чувствительного элемента, стабилизатором напряжения, включенным между общей точкой соединения резистора и чувствительного элемента и инвертирующим входом порогового элемента, компаратором, инвертирую- ший вход которого соединен с инвертирую- шим входом порогового элемента, неинвертирующий вход через диод соединен с выходом порогового элемента и с дополнительно введенным конденсатором, другая обкладка которого подсоединена к шине нулевого потенциала, а выход компаратора является дополнительным входом устройства, и двумя делителями напряжения, первый из которых включен между вторым в.ходом коммутатора и генератором импульсов, а второй соединен с катодом диода и источником питания.