Преобразователь взаимной индуктивности Советский патент 1990 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования взаимной индуктивности (выходного сигнала дифференциально-трансформаторных датчиков) в аналоговый унифицированный сигнал в показывающих и регистрирующих приборах, в системах контроля и . управления.

Цель изобретения - повышение точности преобразования и расширение области применения устройства за счет формирования аналогового выходного сигнала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит последовательно соединенные источник 1 опор- ного напряжения, прецизионный модулятор 2, интегратор 3 и преобразователь 4 напряжение - ток, состоящий из операционного усилителя 5 и резистора 6 обратной связи о

Выход преобразователя напряжение - ток подключен к первичной обмотке датчика 7 взаимной индуктивности, сигнальная обмотка которого через усилитель 8, первую интегрирующую цепочку 9, содержащую конденсатор и резистор 11, первый управляемый ключ 12, вторую интегрирующую цепочку 13, состоящую из резистора 14 и конденсатора 15, п одключена к входу второго выходного усилителя 16,

Выход формирователя 17 прямоугольных импульсов, на вход которого подается напряжение, например, с частотой 50 Гц, подключен к входу одновиб- ратора 18 и счетному входу триггера 19, выходы которого подключены к одним входам элементов 20 и 21 совпадения, к вторым входам которых подключен выход одновибратора 18.

Выходы триггера 19 подключены к входам управления прецизионного модулятора 2, а выходы элементов 20 и 21 совпадения соединены с входами управления первого 12 и второго 22 управляемого ключа, включенного между точкой соединения первой интегрирующей цепочки 9 и первым управляемым ключом 12.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходные импульсы формирователя 1 с частотой 50 Гц вызывают переключение триггера 19, выходные импульсы

10

5

0 5

которого с частотой 25 Гц управляют прецизионным модулятором 2, на выходе которого вырабатывается переменное напряжение с частотой 25 Гц и амплитудой, равной напряжению источника 1 опорного напряжения. Это напряжение поступает на вход интегратора 3, амплитуда выходного напряжения треугольной формы которого равна

U Т

. иЭт -ГГ

где U - напряжение опорного источника напряжения; Т - период напряжения сети; Ј - постоянная времени интегратора.

Преобразователь 4 напряжение - ток запитывает первичную обмотку датчика 7 током треугольной формы с амплитудой- . U. Т

(2)

5

Q 5

0

5

0

5

где

сопротивление резистора обратной связи 6. Амплитуда прямоугольного переменного напряжения на выходе датчика 7 взаимной индуктивности равна di U

(3)

где М - взаимная индуктивность датчика между его обмотками, пропорциональная измеряемому параметру.

При постоянных и стабильных значениях U , С и R амплитуда прямоугольного напряжения на сигнальной обмотке датчика 7 определяется только величиной взаимной индуктивности и не зависеть от частоты сети.

Выходное напряжение датчика 7 взаимной индуктивности усиливается усилителем 8 и детектируется управляемыми ключами 12 и 22. При этом одна полуволна усиленного усилителем 8 напряжения интегрируется интегрирующей цепочкой 9, а сумма обеих полуволн напряжения интегрируется интегрирующей цепочкой 13.

Управление управляемыми ключами 12 и 22 производится сдвинутыми на 180° прямоугольными импульсами напряжения с выходов элементов совпадений 20 и 21 с длительностью, равной длительности выходного импульса одновибратора 18.

Укорочение длительности импульсов, подаваемых на управляемые ключи 12 и 22, исключает впияние на точность

преобразования потерь в датчике взаимной индуктивности, вносимых ферромагнитным сердечником

Таким образом, выходное напряжени постоянного тока преобразователя, снимаемое с выхода выходного усилителя 16, пропорционально величине взаимной индуктивности датчика 7 и пропорционально удвоенному коэффициенту передачи усилителя 8„

Синхронное детектирование сигнала датчика с частотой 25 Гц позволяет практически полностью исключить влияние помех с частотой 50 Гц и значительно уменьшить значение тока через первичную обмотку датчика.

Применение преобразователя взаимной индуктивности позволяет значительно повысить точность измерения и помехозащищенность, резко снизить потребляемую датчиком мощность, исключить влияние линии связи на точность измерения и получить выходной аналоговый сигнал для целей измерения и преобразования;,

Формула изобретения

Преобразователь взаимной индуктивности, содержащий датчик взаимной индуктивности, выход которого соединен с входом усилителя, источник опорного напряжения, триггер, управляемый ключ, отличающийся тем, что,с целью повышения точности

0

преобразования и расширения области применения преобразователя взаимной индуктивности за счет формирования аналогового выходного сигнала, в него введены прецизионный модулятор, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, одмовибратор, два элемента совпадения, управляемый ключ, две интегрирующие цепочки, выходной усилитель, преобразователь напряжения в ток, причем источник опорного напряжения через прецизионный модуля0 тор и интегратор соединен с входом

5 преобразователя напряжение - ток,

выход которого подключен к входу датчика взаимной индуктивности, выход усилителя через первую интегрирующую цепочку соединен с входами первого

0 и второго управляемых ключей, выходы которых подключены к общей шине и входу второй интегрирующей цепочки, выход которой соединен с входом выходного усилителя, управляющие входы

5 первого и второго управляемых ключей подключены соответственно к выходам первого и второго элементов совпадения, первые объединенные входы которых соединены с выходом одновибрзто0 ра, а вторые входы соответственно с первым и вторым выходами триггера, соединенными также с упрарлякчдими входами прецизионного модулятора, входы триггера и одновибратора соедн5 нены с выходом формирователя прямоугольных импульсов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования взаимной индуктивности (выходного сигнала дифференциально-трансформаторных датчиков) в аналоговый унифицированный сигнал в показывающих и регистрирующих приборах, системах контроля и управления. Целью изобретения является повышение точности преобразования и расширение области применения. Преобразователь содержит источник опорного напряжения 1, который через прецизионный модулятор 2, интегратор 3 и преобразователь напряжение-ток 4 задает ток в первичной обмотке датчика взаимной индуктивности 7, преобразующего измеряемую величину. Преобразованный сигнал усиливается усилителем 8. С помощью ключей 22 и 12, управляемых элементами 20, 21 совпадения по сигналам триггера 19, одновибратора 18 и формирователя прямоугольных импульсов 17, осуществляется синхронное детектирование сигнала с участием RC-цепей 9 и 13 и выходного усилителя 16. 1 ил.