Частотноаналоговый преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H02M7/00 G01P3/54 

I

Изобретение относится к устройствам контроля частоты.

Известны частотно-аналоговые преобразователи, содержащие датчик частоты, например синхронный тахогенератор, преобразователь частоты в сигнал постоянного тока. {5ыполиенный на основе двухтактного инвертора с насыщающимся трансформатором Г) н|2.

Многие датчики, работающие в щироком диапазоне частот, например синхронные генераторы, имеют относительно больщой выходной сигнал, в том числе в области низких и инфранизких частот. Этот сигнал, как правило, возрастает с ростом частоты в диапазоне.

Наличие достаточно больнюго сигнала (ЭДС) в области низких частот диапазона позволяет обеспечить низкий порог чувствительности, сведя зону нечувствительности «у нуля практически к долям процента.

Однако при больщом диапазоне изменения контролируемого параметра в верхней части диапазона возникает необходи iocTi) в ограничении возросщего сигнала датчика, поступаюн|его на управление инвертором (на транзисторы). Этого достигают, например, при помощи ограничителей амплитуды сигнала на основе стабилизаторов.

Такое усложнение схемы приводит к большому потреблению энергии от датчика, которое возрастает с ростом его напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является преобразователь, который содержит датчик частоты, связанный с управляющими переходами транзисторов двухтактного инвертора и с выходным насыщающимся трансформатором 2.

Известному устройству также присущи отмеченные выше недостатки.

Цель изобретения - снижение порога чувствительности при работе в щироком диапазоне контролируемого параметра н упрощение схемы.

Поставленная цель достигается тем, что частотно-аналоговый преобразователь со.держит датчик частоты, связанный с управляющими переходами транзисторов двухтактного инвертора с выходным насыщающимся трансформатором, а к датчику носледовательно подключены дроссель и первичная обмотка дополнительного насыщающегося трансформатора тока, ко вторичной обмотке которого подключены управляющие переходы транзисторов инвертора. На чертеже представлена схема преобразователя. Контролируемый параметр «р при помощи датчика частоты 1 преобразуется в напряжение выходного сигнала, значение которого и частота из.меняются с изменением параметра «р. Последовательно с датчиком 1 подключены дроссель 2 и первичная обмотка 3 насыщающегося трансформатора тока 4. Его вторичная обмотка 5 подключается в переходам «база-эмиттер транзисторов 6 и 7 инвертора преобразователя 8, содержащего также насыщающийся трансформатор 9 и выпрямитель 10, к которому подключается сопротивление нагрузки 11. В соотстветствии с частотой датчика 1 происходит пере.магничивание сердечника насыщающегося трансформатора 9 инвертора, на вторичной обмотке которого появляются знакопеременные прямоугольные импульсы напряжения, после выпрямления которых через нагрузку протекает ток, пропорциональный частоте выходного сигнала датчика, а следовательно, и контролируемому параметру. В отличие от дросселя 2 сердечник трансформатора 4 выполнен из пермаллоевого сплава с прямоугольной петлей гистерезиса. Если активное сопротивление дросселя 2 и первичной обмотки 3 трансформатора 4 соизмеримы, то индуктивное сопротивление обмотки 3 ненасыщающегося трансформатора 4 в десятки раз превосходит индуктивное сопротивление дросселя 2. Пока сигнал от датчика 1 мал, трансформатор 4 работает в режиме холостого хода (ни один из переходов «база-эмиттер транзисторов 6 и 7 не проводит) и большая часть напряжения датчика 1 падает на обмотке 3 трансформатора 4. В связи с малой коэрцитивной силой материала сердечника трансформатора 4 он периодически переходит в насыщенный режим. Как только сигнал датчика 1 становится достаточным для поочередного перевода в проводящее состояние переходов «базаэмиттер транзисторов 6 и 7, возрастает ток в обмотке 5, размагничивающее действие которого уменьшает входное сопротивление трансформатора 4. В результате этого происходит перераспределение напряжений, между дросселем 2 и трансформатором 4: на дросселе 2 оно возрастает, а на обмотке 3 трар{сформатора 4 падает. При этом сопротивление нагрузки обмотки 5 уменьшается настолько, что трансформатор 4 переходит .в режим, близкий к режиму короткого замыкания, при котором он работает как трансформатор тока и лищен возможности перейти в насыщенный режим. Уменьшение входного сопротиления трансформатора 4 предотвращает появление перенапряжения на входах транзисторов, так как после перехода транзисторов в проводящее состояние основная часть напряжения датчика падает уже на дросселе 2. Дроссель 2, выполняя роль ограничителя тока в обмотке 3 (также и в обмотке 5) и ограничителя напряжения на трансформаторе 4, обеспечивает такую работу преобразователя, что с определенного значения частоты сигнала датчика токи в обмотках трансформатора 4 достигают своего установившегося максимального значения. Таким образом, использование последовательного соединения дросселя и насыщающего трансформатора позволяет при малых значениях сигнала датчика выделить на трансформаторе большую часть напряжения датчика, что (с учетом коэффициента трансформации трансформатора 4) позволяет снизить порог чувствительности преобразователя. Вместе с тем, с ростом сигнала датчика происходит переход насыщающегося трансформатора в режим трансформатора тока. что предотвращает перенапряжение на транзисторах инвертора. Формула изобретения Частотно-аналоговый преобразователь, содержащий датчик частоты, связанный с управляющими переходами транзисторов двухкратного инвертора с выходным насыщающимся трансформатором, отличающийся тем, что, с целью снижения порога чувствительности при работе в щироком диапазоне контролируемого параметра и упрощения, к датчику последовательно подключены дроссель и первичная обмотка дополнительного насыщающегося трансформатора тока, ко вторичной обмотке которого подключены управляющие переходы транзисторов инвертора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сидетельство СССР № 185594, кл. G 01 Р 3/54, 1966. 2.Ямпольский Ж. А. и др. Аналоговые техометрические преобразователи на магнитных элементах М., «Энергия, 1967, с. 49. рис. 4-1.