Индуктивный датчик Советский патент 1991 года по МПК G01R27/26 

05 N3

Ф 00

J

о

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям неэлектрических измеряемых параметров в электрические параметры.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения чувствительности индуктивного датчика.

На чертеже представлена принципиальная схема индуктивного датчика.

Датчик содержит генератор 1 напряжения, балансный резистор 2, основную индуктивность 3, выходные клеммы 4 и 5, измерительный блок 6 и отрицательный импеданс 7 индуктивности, содержащий операционный усилитель (ОУ) 8, первый 9 и второй 10 резисторы и переменную индуктивность 11.

Генератор 1 напряжения первым выводом через балансный резистор 2 соединен с первым выходом основной индуктивности 3 и выходной клеммой 4, второй вывод генератора 1 напряжения соединен с выходной клеммой 5, общим выводом ОУ 8, первым выводом переменной индуктивности 1 1 и является общей шиной датчика. Измерительный блок 6 соединен с выходными клеммами 4 и 5. Второй вывод основной индуктивности 3 соединен с неинвертирующим входом ОУ 8 и первым выводом резистора 9 второй вывод которого соединен с первым выводом резистора 10 и выходом ОУ 8, второй вывод резистора 10 соединен с инвертирующим входом ОУ 8 и вторым выводом переменной индуктивности 11.

Датчик работает следующим образом.

Балансный резистор 2 и основная индуктивность 3 с отрицательным импедансом 7 индуктивности образуют делитель напряжения, с которого снимается выходной сигнал через выходные клеммы 4 и 5 на измеритель- ный блок 6.

Комплексное сопротивление на входных зажимах конвертора отрицательного сопротивления, нагруженного индуктивностью,

Равн°

где Rg - сопротивление резистора 9;

#10- сопротивление резистора 10.

Основная индуктивность 3 частично ком пенсируется отрицательным импедансом ин- дуктивности 11 (конвертор отрицательного сопротивления, нагруженного индуктивностью), в результате чего повышается чувствительность индуктивного датчика. Устанавливают величину отрицательного импеданса- индуктивностью 11, выбирая этот импеданс из соображений требуемой чувствительности преобразования.

Это можно показать следующим образом. Для прототипа напряжение, снимаемое с выходных клемм 4 и 5, равно

U (1)

- пр- f ,

где Ur - напряжение генератора 1 напряжения;

Zx - комплексное сопротивление преобразователя на основной индуктивности 3;

Zf - балансное комплексное сопротивление.

Для преобразователя с отрицательным импедансом индуктивности это напряжение равно

Ur(Zx-Z

Uаи

(2)

ЈЈ

где Zotflf - отрицательный импеданс комплексного сопротивления. Из выражений (1) и (2) можно вывести формулы для крутизны преобразования

к 4М ц Zf/о

Ka dzrUr(Zs+zxY-(3)

к -du-nZs д

KoMr-dZx Ur &+Zx-Z0)(4)

Разделив (4) на (3), получим формулу увеличения крутизны по сравнению с прототипом:

2

(ZS + ZJ

Кпр

ZS + ZX-Z0 P)

0

5

0

т. е. при использовании отрицательного импеданса индуктивности увеличивается крутизна преобразования (чувствительность), и, следовательно, происходит повышение точности измерения неэлектрических параметров.

Формула изобретения

Индуктивный датчик, содержащий генератор напряжения, первый вывод которого соединен с первым выводом балансного резистора, а второй - с первой выходной клеммой, второй вывод балансного резистора соединен с первым выводом основной индуктивности и второй выходной клеммой, а выходные клеммы соединены с измерительным блоком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет повышения чувствительности, в него введены отрицательный импеданс индуктивности, содержащий операционный усилитель, первый и второй резисторы и переменная индуктивность, причем первый вывод первого резистора соединен с вторым выводом основной индуктивности и неинвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора и выходом операционного усилителя, второй вывод второго резистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и первым выводом переменной индуктивности, а второй вывод переменной индуктивности соединен с вторым выводом генератора напряжения и общим выводом операционного усилителя.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям неэлектрических измеряемых параметров в электрические Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения чувствительности индуктивного датчика Датчик содержит генератор 1 напряжения, балансный резистор 2, основную индуктивность 3, две выходные клеммы 4 и 5, измерительный блок 6 и отрицательный 2 импеданс индуктивности 7, содержащий операционный усилитель 8, два резистора 9 10 и переменную индуктивность II Генера тор 1 напряжения первым выводом чере балансный резистор 2 соединен с первым выводом основной индуктивности 3 и первой выходной клеммой 4 Второй вывод генератора 1 напряжения соединен с второй выходной клеммой 5, общим выводом опера ционного усилителя 8, первым выводом не ременной индуктивности II и является общей шиной датчика Измерительный блок (5 соединен с выходными клеммами, второй вывод основной индуктивности 3-е неинвертирующим входом усилителя 8 и первым выводом первого резистора 9, второй вывод которого соединен с первым выводом вто рого резистора 10 и выходом усилителя 8 Второй вывод второго резистора 10 соединен с инвертирующим входом усилителя 8 и вторым выводом переменной индуктивности II 1 ил S с/