Преобразователь сигнала дифференциально-трансформаторного датчика Советский патент 1990 года по МПК G01D5/12 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах дистанционного измерения неэлектрических параметров для согласования выходных сигналов дифференциально-трансформаторных датчиков (ДТД), например перепада давления, давления и т.д., с системами

автоматического управления и контро ля.

Целью изобретения является повышение точности преобразования сигна- ла дифференциально-трансформаторного датчика.15

На чертеже представлена схема преобразователя сигнала ДТД.

Преобразователь содержит компаратор 1, синхронный детектор 2, фильтр 3, двухполярный источник k опорного 20 напряжения (ИОН), вырабатывающий два высокостабильных опорных напряжения, суммирующий преобразователь 5 напряжения (в унифицированный токовый сигнал), датчик 6 тока, выполненный в 25 виде резистора, стабилизированный генератор 7) компаратор 8, фазосдвигаю- ший трансформатор S компаратор 10, Д1Д 11, усилитель 12 напряжения, управляемый инвертор 13 с ключом 14, JQ причем выход компаратора 1 через стабилизированный генератор 7 соединен с входом фазосдвигающего трансформатора (j и первым выводом первичной обмотки ДТД 11 э второй вывод которой соединен с первым выводом датчика 6 тока и первыми входами синхронного де- гектора 2 и компаратора 8, выход которого соединен с управляющим входом синхронного детектора 2, выход которого соединен со вторым входом компаратора 1, первый вход которого соединен с первым выходом двухполярного

10

35

40

ИОН А и первым входом суммирующего преобразователя 5, напряжения в унифицированный токовый сигнал, второй вход которого соединен с выходом фильтра 3, третий вход - с вторым выходом двухполярного ИОН k, а выход - с выходом устройства, вторичная обмотка ДТД -И подключена к входу усилителя 12 напряжения, выход которого через управляемый инвертор 13 соединен с входом фильтра 3S выход фазосдвигающего трансформатора 9 соединен с первым входом компаратора 10, выход которого соединен с управляющим входом ключа 1 +, выход которого соединен с управляющим входом управляемого

15503214

инвертора 13, второй вывод датчика 6 тока, вторые входы компараторов 8 и 10 и вход ключа 1 соединены с общей ияной.

Преобразователь работает следующим образом.

Двухполярный ИОН 4 вырабатывает два высокостабильных опорных напряже5

0 5 Q

ния, используемые в схеме стабилиза5

0

5

0

5

ции выходного напряжения стабилизированного генератора 7 и схеме формирования выходного токового сигнала суммирующим преобразователем 5 напряже - ния в унифицированный токовый сигнал.

Компаратор 1 непрерывно сравнивает выходное напряжение с первого выхода двухполярного ИОН 4, поступающее на его первый вход, с выпрямленным переменным напряжением с датчика 6 тока, поступающим на его второй вход с выхода синхронного детектора 2. Выходной сигнал компаратора 1 поступает на управляющий вход стабилизирован- ного генератора 7, выходное напряжение с которого поступает на первичную обмотку ДТД 11. При этом любое изменение тока} текущего через первичную обмотку ДТЛ 11, приводит к изменению падения напряжения ьа датчике 6 тока и, следовательно, к изменению выходного напряжения синхронного детектора 2, что, в свою очередь, приводит к изменению управляющего воздействия на стабилизированный генератор 7 и компенсации изменения тока увеличением или уменьшением амплитуды выходного напряжения стабилизированного генератора 7, г.е. увеличение или уменьшение сопротивления первичной обмотки ДТД 11 приводит к увеличению или уменьшению амплитуды выходного напряжения стабилизированного генератора 7. .

Для точного преобразования переменного напряжения, поступающего с выхода датчика 6 тока, в постоянное в схеме преобразователя применен синхронный детектор 2, управляющий сигнал для которого формируется компаратором 8 из того же сигнала с выхода датчика 6 тока .

Таким образом, стабилизация тока питания первичной обмотки ДТД 11 осуществляется с помощью одного контура обратной связи состоящего из датчика 6 тока, синхронного детектора 2, компаратора 1, стабилизированного генератора 7 и первичной обмотки ДТД 11 .

Таким образом, нестабильность величины тока, питающего первичную обмотку ДТД 11, зависит только от точности одного элемента - компаратора 1 и контура обратной связи, охватывающего всю цепь питания ДТД 11.

Выходное напряжение с вторичной обмотки ДТД 11 поступает на усилитель 12 напряжения, с выхода которого усиленный сигнал переменного напряжения поступает на инвертор 13, второй вход которого через ключ 1А подключен к общей шине, на вход ключа 1 поступает сформированный третьим компаратором 10 выходной сигнал фаэосдвигаю щего трансформатооа 9, сдвигающего фазу выходного напряжения стабилизированного генератора 7, предназначенного для синхронизации фаз управляющего и полезного сигналов на входах управляемого инвертора 13, знак коэффициента передачи котооого изменяется при замыкании ключ 1.

Выходное пульсирующее напряжение управляемого инвертора 13 поступает на вход фильтра 3, где происходит его Фильтрация.

Выходной суммирующий преобразователь Ь напряжения в унифицированный токовый сигнал суммирует выходные напряжения двухполярного ИОН Ь с выходным напряжением фильтра 3 Регулировки, имеющиеся в суммирующем преобразователе 5 напряжения в унифицированный токовый сигнал, позволяют устанавливать значения начального и максимального уровней выходного сигнала устройства.

0

5

Формула изобретен , я

.Преобразователь сигнала д ерен- циально-трзнсформаторного Дг- чика, содержащий источник опорно напряжения, первый компаратор, синхронный дегектор} стабилизиропанный генератор, дифс;)еренциально-трансформаторный датчик и усилитель напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого соеди- нен с выходом синхронного директора, а выход - с управляющим входом стзби- пизированного генератора, оричная обмотка дифференциально-т нсформатор- ного датчика подключена ; входу у лителя напряжения, отличаю0 щи и ся тем, что, г (елью пгаыиюния точности, в него вче ены компаратор, датчик тока, позосдвигающий трансформатор, компаратор, управляемый инвертор, ключ, фильтр и

5 суммируюший преобразователь напряжения, а источник опорного напряжения выполнен двухполярным, причем первый вход первого компаратора соединен с первым входом суммирующего преобразо- ватзля напряжения, второй вход которо- -о соединен с выходом фильтра, третий вход - с втооым выходом источника опорного напряжения, а выход - с выходом устройства, вь.ход стабилизированного генератора соединен с входом фазосдвигающего трансформатора и первым выводом первичной обмотки дифференциал ьно-трансформаторного дат- чика5 второй вывод которой соединен

0

5

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционного измерения неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение точности преобразования. В преобразователь, содержащий компаратор 1, синхронный детектор 2, источник опорного напряжения 4, стабилизированный генератор 7, дифференциально-трансформаторный датчик (ДТД) 11 и усилитель 12 напряжения, введены компараторы 8 и 10, фильтр 3, суммирующий преобразователь 5 напряжения в унифицированный токовый сигнал, датчик 6 тока, фазосдвигающий трансформатор 9 и управляемый инвертор 13 с ключом 14. Цель достигается созданием общего контура отрицательной обратной связи, за счет чего устраняется погрешность, вызванная изменением тока в первичной обмотке ДТД 11 под действием дестабилизирующих факторов, и повышается точность преобразования сигнала ДТД 11 в унифицированный токовый сигнал. 1 ил.

Изменение полярности включения вто-до с гервым входом синхронного детекторичной обмотки фазосдвигающего трансформатора 9 приводит к изменению полярности выходного сигнала управляемого инвертора 13 и выходного сигнара, первым выводом датчика тока и пер вым входом второго компаратора, выход которого соединен с входом управления синхронного де ектора, выход фазосдви

ла суммирующего преобразователя 5 нап-д -ающего трансформатора соединен с пер- ряжения в уницифированный токовый сигнал, что расширяет область применения преобразователя сигнала ДТД.

Таким образом, за счет введения контура обратной связи устранена пог- 50 решность, вызванная изменением тока в первичной обмотке ДТД при изменении условий эксплуатации, что и позволило повысить точность преобразования сигнала ДТД в унифицированный токовый -с третьего компараторов и второй вход

ьым входом третьего компаратора, выход которого соединен с управляющим входом ключсз« выход которого соединен с входом управления управляемого инвертора, второй вход которого соединен с выходом усилителя напряжения, а выход управляемого инвертора соединен с входом фильтра, второй вывод датчика тока, вторые входы второго и

ключа соединены с общей шиной.

сигнал.

ра, первым выводом датчика тока и первым входом второго компаратора, выход которого соединен с входом управления синхронного де ектора, выход фазосдви -ающего трансформатора соединен с пер

третьего компараторов и второй вход

ьым входом третьего компаратора, выход которого соединен с управляющим входом ключсз« выход которого соединен с входом управления управляемого инвертора, второй вход которого соединен с выходом усилителя напряжения, а выход управляемого инвертора соединен с входом фильтра, второй вывод датчика тока, вторые входы второго и

ключа соединены с общей шиной.