Тензометрический частотный преобразователь с автоматической установкой начальной частоты Советский патент 1975 года по МПК G01L1/22 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерительных системах с тензометрическими датчиками.

Известен тензометрический частотный преобразователь с автоматической установкой начальный частоты, содержащий тензомост постоянного тока, выходы которого соединены через усилитель с входом управляемого по частоте генератора, а к плечу подключен магниторезистор, размеи.1,енный в поперечном зазоре кольцевого ферромагнитного сердечника магнитного запоминающего устройства с обмоткой записи и обмоткой начального нодмагничивания, с которой через первый переключатель связан выход блока установки начального магнитного состояния сердечника, и опорный генератор импульсов малой длительности, связанный через коммутатор с обмоткой записи запоминающего устройства.

Недостатком известного преобразователя является пониженная точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Эта цель достигается в преобразователе благодаря тому, что он снабжен формирователем нормированных импульсов малой длительности, резисторным сумматором, вторым переключателем, делителем частоты и времязадающим блоком, выход которого связан с

2

управляющим входом коммутатора, входом подключенного к выходу сумматора, первый вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй через формирователь, делитель частоты и второй переключатель - с выходом управляемого генератора.

Блок-схема преобразователя приведена на чертеже.

Преобразователь состоит из тензомоста 1 постоянного тока, образованного тензорезисторами 2, 3 и резисторами 4, 5, 6, усилителя 7 с большим коэффициентом усиления по напряжению, управляемого по частоте генератора 8, формирователя 9 норм фованных импульсов напряжения малой длительности, опорного генератора 10 нормированных импульсов напряжения малой длительности, магниторезистора 11, магнитного запоминающего устройства 12, выполненного на кольцевом ферромагнитном сердечнике с прямоугольной нетлей гистерезиса, на котором размещены обмотка записи с заземленной средней точкой и обмотка начального намагничивания сердечника, первого переключателя 13, блока 14 установки начального магнитного состояния сердечника, времязадающего блока 15, ключа 16, резисторного сумматора 17, второго переключателя 18 и делителя 19 частоты.

Преобразователь работает следующим образом.

Вначале переключатели 13, 18 находятся ii первом положении, а ключ ItJ . Затем переключатель 13 переводится во второе положение, вследствие чего в обмотке размагничивания запоминающего устройства 12 возникают затухаюп не электрические колебания и его сердечник полпостью размагничивается. При этом магниторезистор 11 обладает минимальным сонротивленпем при котором тензомоет 1 имеет разбаланс постоянного, заранее нзвестного знака независимо от действительных значений сопротивлепш резисторов тензомоста 1, лежащих в заданном диапазоне возможных отклонений их от номинальных величин. Тем самым однозначно определяется полярность напряжепим выходе усилите,1я 7, ири которой управляемый геиератор о вырабатывает импульсы (или гармонические колебания) повышепноп частоты следоиаиия по сравпепию с поминальным начальным значением, иостунаюпи в формирователь 9.

Далее переключатель 13 переводится в исходное первое положение, а ключ 1о замыкается. Ирп-этом на обмотку заниси 3anoj i ;пающего устройства 12 поступают KopoiKiic нормированные но амилитуде и длительности импульсы паиряжения иостоянной частоть следования /о с выхода опорного генератора

10и короткие нормировапные но амилитуде и длительности импульсы с выхода формирователя 9, имеющие одинаковую полярность, амплитуду и длительность с импульсами опорпого генератора 10, но следующие с более высокой частотой /г.

В результате сердечннк запоминающего устройства с течением времени постепеппо намагничивается в установленном заранее иаправленин, а сопротивление магниторезистора

11монотонно возрастает, что ириводит к уменьшению нервоначального разбаланса тензомоста 1, а, следовательно, к постенениому уменьщепию уровня выходного нанряжения усн.тителя 7 и иоиижеиию частоты генератора 8.

Процесс уменьшения напряжеппя па выходе усилителя 7 и частоты работы генератора 8 продолжается до тех нор, пока значение частоты /г не упадет до значения /о. При этом полярность, амплитуда, длительпость п частота следования импульсов с выходов формирователя 9 и опорного генератора 10 полпостою совпадают, и дальнейщего изменения магнитной индукции в, сердечнике устройства 12 происходить не будет.

Однако дрейф нуля усилителя 7, а также влияние других дестабилизирующих факторов, приводящих к паразитному изменению частоты управляемого генератора 8, нарушает баланс вольтсекундных илощадей имнульсов с выхода формирователя 9 н онорпого генератора 10 соответственно за один и тот же интервал времени, что приводит к дополннтельному приращению магнитной индукции в сердечнике запоминающего устройства 12 и к

допол1П1те,1ьпому изменению активного сопр;;тивлеиия магн ггорезистора 11 а сторону уменьшения величины паразитного отклонепня частоты /г относительно /о, внлоть до достижеиия полного их равенства.

С окончанием управляюп его сигнала, вырабатываемого времязадающим блоком 15, ключ 16 переводптся в разомкпутое положепие. С этого момента в магнитном запомипающем устройстве 12 сохран5:ется практпческп неизменным последнее значение магпнтпой пидукции в сердечнике п его зазоре, благодаря чему па длительное время сохраняется зпаченпе выходного параметра цепи

обратной свчзи, компепсирующее разброс резнеiupOB теьзомоста 1, дрейф нуля в yc-iлнтеле 7 и раторе 8.

После этого включается па рабочий режим исс.тедуемый объект. Входная измеряемая

величина воспринимается теизорезисторами 2, 3, выходной сигнал тензомоста 1 усиливается уси.штелем 7 и управляет частотой работы генератора 8. Таким образом, выходной частотно-модул 1роБаииь Й сигнал теизометричсского и;}еобразователя, снимаемый с выхода гене)атора 8, .линейно соответствует рабочему разбалансу теизомоста 1 - БХОДПО; измеряемой величипе.

После окоичаппя пзмеряемого процесса ключ 16 переводится в замкнутое положение. С этого момеита вновь начипается стадпя автоматической балансировки тензоканала. Ирн установке переключателя 18 во второе

положение выходпые имиульсы геператора 8 поступают па вход формпрователя 9 через делитель 19 частоты, что позволяет согласовать частотный диапазоп выходиого сигпала преобразователя с оитпмальпой частотой следования импульсов записи.

i I р е д м с т и 3 о б ) е т с п п я

Тепзометрический частотпый преобразователь с автоматической устаповкой пачальной частоты, содержащий тензомост постояпного тока, выходы которого соединены через усилптель с входом управляемого по частоте геператора, а к плечу подключеи магниторезистор, размещенный в поперечпом зазоре кольцевого ферромагнитного сердечника магнит}юго запоминающего устройства с обмоткой

запнсп и обмоткой начального подмагничивапия, с которой через первый переключатель связан выход блока установки начального магнитного состояния сердечника, и опорный генератор импульсов малой длительности,

связанный через коммутатор с обмоткой записи запоминающего устройства, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен формирователем нормированных имнульсов малой длительности, резисториым сумматором, вторым переключателеи, делителем частоты н времязадающим блоком, выход которого связан с управляющим входом коммутатора, входом подключенного к выходу сумматора, первый вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй через формирователь, делитель частоты и второй переключатель - с выходом управляемого генератора.