Устройство для измерения физических величин Советский патент 1977 года по МПК G01B7/16 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к конструкции устройств для измерения физических величин.

Известно устройство для измерения физических величин, содержащее датчик, включающий первичную и две вторичные обмотки, источник постоянного напряжения, стабилизированый стабилитрон, блокинг-сепаратор и канал измерения 1.

Это устройство достаточно щироко используется для измерения, например, перемещений. Однако оно имеет ряд недостатков: малую точность из-за наличия высокого уровня внешних гармонических составляющих выходного напряжения блокинг-генератора, а также невозможность питания датчика устройства от сети переменного тока.

Известно также устройство для измерения физических величин, содержащее капал измерения и подключенный к нему датчик, питаемый переменным током 2. Это устройство является наиболее близким по техпической сущности к предлагаемому изобретению, однако, в нем не решены вопросы компенсации погрешности датчика от нестабильности параметров питающей его сети.

С целью повышения точности измерений предлагаемое устройство снабжено источником переменного и опорного напряжений, нуль-ор2

ганом, аналоговым ключом и выпрямителем, канал измерения своим выходом подключен к одному из входов аналогового ключа, к другому входу которого через нуль-орган подключены источники переменного и опорного напряжений, а выход аналогового ключа подключен к выпрямителю.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1, питаемый переменным током, канал 2 измерения, источника 3 переменного напряжения, источник 4 опорпого напряжения, нуль-орган 5, аналоговый ключ 6, выпрямитель 7.

Работает устройство следующим образом.

При воздействии на датчик измеряемой величины на его выходе формируется сигнал переменного тока, амплитуда которого пропорциопальна измеряемой физической величине и

параметрам (напряжению, частоте) питающей сети. Этот сигнал преобразуется в канале измерения в пропорциональное напряжение постоянного тока и подается на один из входов аналогового ключа, который формирует на выходе прямоугольные импульсы постоянной частоты со скважностью, зависящей от величины отклонения параметров питающей сети от номинальных, преобразуемые выпрямители в напряжение постоянного тока, пропорциональное измеряемой физической величине. Одновременно напряжение, пропорциональное текущим параметрам питающей сети, от источника 3 подается на один из входов нуль-органа, на другой вход нуль-органа с источника 4 опорного напряжения поступает напряжение постоянного тока, пропорциональное номинальным параметрам питающей сети. Нульорган сравнивает эти напряжения и выдает сигнал, который поступает на другой вход аналогового ключа, открывая или закрывая его. Частота открытия ключа 6 постоянна, а время открытия его определяется величиной параметров питающей сети.

При номинальных параметрах сети скважность импульсов, формируемых ключом 6, постоянна и равна номинальной величине. При изменении параметра сети (например, повышение папряжепия или частоты) увеличивается напряжение датчика 1 н напряжение источника 3, при этом время открытия ключа уменьшается обратно пропорционально увеличению напряжения источника переменного напряжения. Величина произведения напряжения сигнала на время открытия ключа сохраняется постоянной, т. е. не зависит от изменения параметров питающей сети.

Такой же постоянной сохраняется величина произведения напряжения сигнала на время открытия ключа при уменьшении напряжения или частоты питающей сети. Частота открытия - закрытия ключа выбирается выше частоты измеряемого сигнала более, чем на два порядка, что обеспечивает точное воспроизведение характера сигнала измеряемой величины.

Эффективность данного устройства определяется его способностью исключить влияние изменения параметров напрял ения на точность измерительного устройства нри питании датчика как от сети, так и от другого нестабилизированного источника переменного напряжения. Точность, которой удалось добиться в данном устройстве без увеличения его стоимости, на один - два класса выше по сравнению с аналогичными устройствами.

Формула изобретения

Устройство для измерения физических величин, содержащее канал измерения и подключенный к нему датчик, питаемый переменным током, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено источником переменного и опорного напряжений, нуль-органом, аналоговым ключом и выпрямителем, канал измерения своим выходом подключен к одному из входов аналогового ключа, к другому входу которого через нуль-орган подключены источники переменного и опорного напряжений, а выход аналогового ключа подключен к выпрямителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 366341, М. Кл.2 G 01 В 7/02, 1971 (аналог).

2.Б. И. Блажкевич и др. «Цифровые приборы комбинированного уравновешивания, стр. 18-19, 1973 (прототип).