ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ В КОД Советский патент 1973 года по МПК H03M1/00 G06J3/00 

1

Изобретение относится к системам автоматического контроля и управления про.извсдственными процессами.

Известны преобразователи выходных сигналов параметрических датчиков в код, содержащие измерительный и опорный параметрнческ,ие датчики, матрицу сопротивлений, нульорган, коммутационные ключи, блок угфавления и регистрации.

Существующие устройства либо содержат выпрямители я инерционные фильтры, ллбо требуют импульсного питания датчиков ст генератора специальной . В первом случае снижается быстродействие преобразователя, во втором - требуется специальный ген-ератор питания датчиков.

С целью повышения быстродействия и точности, в предлагаемый преобразователь введены измерительный и опорный интеграторы с разрядными ключами, входы которых через синхронно управляемые ключм подключены соответственно к выходным обмоткам измерительного и опорного параметрических датчиков. Выход измерительного интегратора соединен со вторым входом нуль-органа. Выход опорного интегратора подключен к входу матрицы сопротивлений. Один вход блока управления и регистрации соединен с опорным параметрическим датчиком, другой вход - с выходам нуль-органа. Выходы блока

управления и регистрации присоединены к управляющим входам коммутационных, синхронно управляемых и разрядных ключей.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит датчики / и 2, опорный ч измерительный X соответстзенно; матрицу сопротивлений 5 с коммутационными ключами; блок автоматического управления и регистрации 4, управляемые ключи 5 .и б, ин10теграторы - опорный 7 и измерительный S с разрядными ключами 9 и 10, нуль-орган //.

Работа устройства протекает Ц 1клическ1. Каждый цикл преобразования равен одному

5 периоду тока, питающего датчики, и разбивается на три этапа. В исходном состоян управляемые ключи 5 и б разомкнуты и разрядные ключи 9 и 10 отключены. В первичной цепи датчиков протекает ток i l,,,.

Первый этап. В момент /о, когда напряжение на выходе датчиков равно нулю, блок автоматического управления и регистрации 4 замыкает ключи 5 и 5 и на вход интеграторов поступает напряжение с выходных обмоток

5 датчиков. Происходит интегрирование полуволн синусоидального напряжения. На выходе интеграторов образуются напряжения

Uo U)/,,,

30

6/ U)/,,,M.H2,

где MO const, MX и„, - взяимные индуктивности между обмотками датчиков; Л, и Лз-масштабные коэффициенты интеграторов.

Г

В момент /1 /о + ,у КЛЮЧИ 5 и & размыкаются, и напряжения Ux и Uo запоминаются на емкостях памяти .интеграторов 7 и 8.

Второй этап. В момент /i с помощью блока автоматического управления и регистрации начинается коммутация ключей матрицы сопротивлений 3 (коммутационных ключей) аналого-цифрового преО|бразователя, встроенного в блок автоматического управления. Когда выходное напряжение Ux измерительного .интегратора 8 уравновешивается напряжением, поступающим с выхода матриды сопротивления 3, сигнал с нуль-органа // поступает в блок автоматического управления и регистрации 4, который арекращает коммутацию ключей матрицы сопротивлений.

Положению ключей однозначно соответствует код п, регистрируемый в блоке автоматического управления и регистрации:

,

и.

,

п - к.

к..

А 1

где: - коэффициент пропорЛ (/Ид

циональности.

Величина кода п пропорциональная взаимной индуктивности обмоток измерительного датчика и не зависит от нестабильности напряжения, питающего датчики. Время кодиТрования выбирают из условия

скольку взаимная индуктивность функционально связана с измеряемым параметром X, код п однозначно соответствует параметру X.

Третий этап. В момент tz кодирование и считывание кода заканчиваются. Разрядные ключи 9 .и 10, замыкаясь, разряжают емкости памяти интеграторов, после чего снова размыкаются. На этом полный цикл прео.бразования заканчивается. В момент tz to + T начинается следующий цикл, который протекает так же, как предыдущий. Продолжительность 5 полного цикла преобразования равна одному лериоду тока, питающего датчики. В существующих устройствах преобразование происходит за 6-10 периодов. Быстродействие предложенного преобразователя выше на порядок.

10 При этом не требуется специального генератора питания датчиков. В устройстве благодаря применению интеграторов как элементов памяти измеряемое Ux и опорное UQ напряжения не пульсируют, следовательно, погрешность преобразования, связанная с пульсациями на выходе фильтров, исключается. Для питания датчиков можно использовать импульсы произвольной формы (пилообразные, прямоугольные и т. д.) и большой скважности. При этом значительно повышаются быстродействие и чувствительность, а также исключается погрешность нелинейности преобразования, появляющаяся при импульсном питании.

Пpea мет изобретения

Преобразователь выходных сигналов параметрических датчиков в код, содержащий измерительный и опорный параметрические датчики, соединенные последовательно, матрицу сопротивлений, выход которой присоединен к одному входу нуль-органа, коммутационные ключи, блок управления и регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, он содержит измерительный и опорный интеграторы с разрядными ключами, входы которых через синхронно управляемые ключи подключены соответственно к выходным обмоткам измерительного и опорного параметрических датчиков, выход измерительного интегратора соединен со вторым входом нуль-органа, выход опорного интегратора подключен ко входу матрицы соиротивлений; один вход блока управления и регистрации соединен с опорным параметрическим датчиком, другой - с выходом нуль-органа, а выходы блока управления и регистрации присоединены к управляющим

входам коммутационных, синхронно управляемых и разрядных ключей.