Линейный преобразователь перемещения в амплитуду синусоидального напряжения Советский патент 1977 года по МПК G01B7/00 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В АМПЛИТУДУ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Эта.цель достигается тем, что гагаейный преобразователь перемещения снабжен вторым конденсатором, включенным между одним из Концов вторичной обмотки траноформатора и первой точкой колебательного контура, и операционным усилителем, инвер тируююнй вход которого соединен со вторым концом вторичной обмотки грансформаторй, а неннвертиругощий - со второй точкой колебательного контура. При этом вторичная обмотка переходного трансформа тора выполнена в виде объемного витка. На чертеже показана электрическая схема предложенного устройства. Источник 1 опорного напряжения подклю чен через переходный 1трансформатор 2 со вторичной обмоткой в виде объемного витка к остальной части схемы. Один конец объемного витка трансформатора через конденсатор 3 подключен к первой точке параллельного колебательного контура 4, индуктивностью которого является обмотка датчика перемещения. Вторая точка параллельного колебательного контура подключена к земле и неинвертирующему входу операционного усилителя 5. Инвертирующий вход операционного усилителя подключен к другому концу объемного витка. С выхода усилителя 5 снимается переменное синусоидальное напряжение, линейн зависящее от перемещения якоря индуктивного датчика. Преобразователь работает следующим образом. При указанном включении элементов образуется цепь с последовательным и параллельным резонансами. Параметры элементов схемы должны быть выбраны так, чтобы частота резонанса параллельного ко.лебательного контура 4 в точке условного нуля преобразователя быпа близка к частоте источника 1 опорного синусоидального напряжения. При этом остаточное напряжение на выходе преобразователя Ugj,ix У дет отсутствовать. С уменьшением индуктивности датчика в результате перемещени якоря Частоты последовательного и параллельного резонансов увеличиваются, а следовательно, вся частотная характеристика смещается вправо по оси частот. Так как частота источника 1 опорного напряжения постоянна, это приводит к росту выходного напряжения. За счет использования кривизны участка частотной характеристики меж дуэкстремальными значениями при параллельном и последовательном резонансах происходит компенсация нелинейности датчика и расширение динамического диапазоа линейного участка характеристики пребразования. Таким образом, процесс преобразования еханического перемещения в напряжение синусоидального тока осуществляется через управление частотной характеристикой устройства. Предлагаемое устройство позволяет обеспечить более высокую точность (погрешность преобразования в диапазоне температур + 10 + 5О С не хуже 0,1% или в линейных величинах 0,1 мкм) и расширить, при сохранении габарттов чувствительного элемента, более чем в 2,5 раза линейный участок динамического диапазона преобразовав ния. Кроме того, предлагаемый преобразователь не содержит специальных прецезионных элементов, некритичен в настройке и к смене индуктивных датчиков и обладает большой технологичностью,что позволяет использовать его в электронных приборах активного контроля в условиях массового производства изделий. Формула изобретения 1. Линейный преобразователь перемещения в амплитуду синусоидального напряжения, содержащий источник опорного напряжения стабилизированного по амплитуде и частоте, переходный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу не-.: точника опорного напряжения, и параллельный колебательный контур, состоящий из конденсатора и обмотки индуктивного датчика перемещения, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, преобразователь снабжен вторым конденсатором, включенным между одним из концов вторичной обмотки трансформатора и первой точкой колебательного контура, и операционным усилителем, инвертирующий вход которого соединен со вторым концом вторичной обмотки трансформатора, а неинвертирующий - со второй точкой колебательного контура. 2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийся тем, что вторичная обмотка переходного трансформатора выполнена в виде объемного витка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Рашкович М. П., Шкловский Б. И. Индуктивные преобразователи для автоматизации металлорежущих станков , М., Машиностроение, 1969. 2.Авторское свидетельство № 330334, кл. О- 01 В 7/14, 1971.

3. Моргунов Ю. И., Москвичев Е. И., Принципы построения и работа электронных схем приборов фирмы Mot-poss

экспресс-информация, Обмен передовым опытом в автомобилестроении, Филиал НИИАвтопрома, Тольятти, № 1О, 1975.

1

нь

-г