Устройство для контроля механического нуля дифференциально-трансформаторного датчика Советский патент 1989 года по МПК G01D3/06 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля установки механического нуля дифференциаль- ,но-трансформаторных датчиков, применяемых в устройствах автоматического регулирования и контроля, на месте их установки, т.е. без демонтажа.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства контроля механического нуля ди(1)ференциально-трансформаторного датчика (ДТД); на фиг. 2 - векторная диаграмма выходного сигнала ДТД и его составляюпщх; на фиг. 3 - принципиальная схема фазосдвигающего устройства; На фиг. 4 - схема замещения и векторная диаграмма токов первичной обмотки ДТД; на фиг. 5 - принципиальная схема конкретной реализации устройства для контроля механического нуля.

Устройство содержит резистор 1, формирователь 2 управляющего напряжения, усилитель 3, фазосдвигающее устройство 4, фазочувствительный выпрямитель 5 и индикатор 6. Резистор 1 вюшочается в цепь питания контролируемого ДТД 7, содержащую последовательно соединенные первичную обмотку и источник 8 переменнбго напряжения. Сигнал с резистора 1 подается на пер31522040Л

вый и второй входы формирователя 2Его передаточная функция

управляющего напряжения , выход которо--i- ,.

го соединен с вторым входом фазочувст- W(p) т---г ,

вительного выпрямителя 5. Первый и - Р t

второй входы усилит еля 3 подключеныР

к вторичной обмотке датчика 7, а вы-комплексный коэффициент передачи

ход усилителя 3 через фазосдвигающее устройство 4 соединен с первымW (jCO)

входом фазочувствитель ого выпрямите- QJ i i

ля, к выходу которого подключен инди-для которого

катор 6.

Принцип действия устройства заклю-W((i)) -1..ш-тг„--,

чается в следующем, -ч i tВыходной сигнал ДТД определяется аргумент

выражением:/ ,

f , - arctg (О R,C lli S)

Uj Ю MgCos с е + 1(оМ(,е ,Пусть фазовый сдвиг, определяемый

где i - ток первичной обмотки ДТД;параметрами цепи, равен в . Тогда

М - эквивалентное значение взаим- 20

ной индуктивности, определие- tg В COR,C,; мое положением плунжера и

являющееся единственным инфор- 1 + (COR,Ct) 1+tg ft -7,

мационньм параметром датчика;.I

М - остаточная взаимная индуктив- 25и можно записать ность, соответствующая положению плунжера на магнитной W(Q) -т-г cos|3 ;

нейтрали;J-

г-V СО S ft

с - угол потерь ДТД;i

Q - угловая частота питающего на- - (со) - arctg (tgB) -fi ,

пряжения.

-пТаким образом

Вектор выходного сигнала датчика .„

,.,. и и, cosfte - ,

.Tl

где и, - вектор синфазной составляю- « v % выходных сигна щей- выходного сигнала дат- 35лов усилителя и фазосдвиqc

щей выходного сигнала дат-

jjj g гающего устройства,

а с учетом того, что ilj KUq.

.-

jf5i-)где К - коэффициент передачи усилите- ItOMg cosge Л ;ля 3,

где вектор квадратурной состав- 40 „ -JB

/ . ляющей выходного сигнала 4 cos р е .

датчика„ i-. „„

Угол о потерь ДТД определяется паи in М е ранетрами первичной обмотки, так как

f ° вторичная обмотка используется в режиме холостого хода. Схема замещения

На фиг. 2 приведена векторная диаг- первичной обмотки и векторная диаграм- рамма, поясняющая, расположение состав- „д токов приведены на фиг.4, где R - ляющих вектора U по отношению к век- реактивное сопротивление первичной об- тору I.СП мотки; г - потери в сердечнике; L Фазосдвигающее устройство предназ- 50 индуктивность первичной обмотки. начено для поворота вектора синфаз- Угол потерь ДТД ной составляющей выходного сигналаj

ДТД на угол (9q f -б таким об- arctg---- arctg , разом, чтобы вектор Unc совпал по на -Ь

правлению с вектором 1. где . - векторы составляющих тока I.

Пример реализации сдвигающего уст- Величина углаjb определяется выра- ройства приведен на фиг.3,жением:

fi arctg Q R,C, . Углы 6и p в одинаковой степени зависят от частоты СО .

Выходной сигнал фазосдвигающего усилителя

U KUoCos е К cos р. io) « ,(M,coa-eeiff-.-P ).,M.eil ).|

jo

Лг

KI(Ocos Ь (М cosge- + М )

KIQM, cos| cos6+KIco е

15

Фазочувствительный выпрямитель управляется сигналом ФУН, сформированным из I. Этим исключается влияние составляющей (J., обусловленной остаточной взаимной индуктивностью диффе- 20 реНциально-трансформаторного датчика Mg. На индикатор поступает выходной сигнал фазочувствительного вьшрямителя

Uj KICOM cos р cos .

Таким образом, сигнал Ug не зависит от остаточного сигнала взаимной индуктивности MQ.30

10

15

20g.

25

30

Формула изобретения

Устройство для контроля механического нуля дифференциально-трансформаторного датчика, содержащее усилитель, первый вход которого предназначен для подключения к первому выводу вторичной обмотки контролируемого дифференциально-трансформаторного датчика, индикатор, подключенный к выходу вьтрямителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены измерительный резистор и формирователь управляющего напряжения, выпрямитель выполнен фазочувствительным, при зтом первый его вход через ф.азосдвига- ющее устройство подключен к выходу усилителя, второй - к выходу формирователя управляющего напряжения, а измерительный резистор Включен последовательно в цепь питания контролируемого дифференциально-трансформаторного датчика, причем его выводы соединены с входами формирователя управляющего напряжения, второй вход усилителя предназначен для подключения к второму выводу вторичной обмот- , ки контролируемого дифференциальнот трансформаторного датчика.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля установки механического нуля дифференциально-трансформаторных датчиков. Изобретение позволяет повысить точность и быстродействие устройства. Вектор выходного сигнала дифференциально-трансформаторного датчика 7 с помощью фазосдвигающего устройства 4 поворачивается на угол β = 90°-ε (где ε - угол потерь дифференциально-трансформаторного датчика 7) таким образом, чтобы синфазная его составляющая совпала по направлению с вектором тока первичной обмотки датчика 7. Полученный сигнал поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 5. В результате показания индикатора 6 будут определяться лишь величиной синфазной составляющей выходного сигнала датчика 7. 5 ил.

fue.i

.

Uj R

/

(9нв tpueZ R

Фиа.5 Составитель С.Подорский

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык

Фив.З

Корректор М.Шароши