Нормирующий преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G01B7/00 

(54) НОРМИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных перемещений и других неэлектрических величин. Известен преобразователь, предназначенный для получения унифицированного сигнала постоянного тока, содержащий дифференциально-трансформаторный датчик, блок питания, состоящий из феррорезонансного стабилизатора, один выход которого присоединен к первичной обмотке датчика, а второй выход - к входу управления однополупериодного управляемого выпрямителя, сосоящего из транзисторного ключа и сглаживающего конденсатора, вторичные обмотки датчика, включенные последовательно и встречно, подключены к входу усилителя постоянного тока через последовательно включенные управляемый выпрямитель и мостовую схему из резисторов 1. Недостатком известного устройства является невйсокая точность измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является нормирующий преобразователь, содержащий блок питания, дифференциальный трансформаторный датчик с двумя последовательно и встречно включенными вторичными обмотками и одной первичной обмоткой, подключенной к первому выходу блока питания, управляемый однополупериодный выпрямитель, сигнальный вход которого подключен к одной из вторичных обмоток датчика, а управляющий вход - ко второму выходу блока питания, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом управляемого однополупериодного выпрямителя и через резистор с общей точкой вторичных обмоток датчика 2. Недостатком известного преобразователя является невысокая точность измерения, обусловленная температурной нестабильностью характеристик .элементов. Целью изобретения является повышение точности измерения.. Указанная цель достигается тем, что преобразователь снабжен вторым управляемым однополупериодным выпрямителем, сигнальный вход которого подключен к другой вторичной обмотке датчика, а управляющий вход - ко второму выходу блока питания, и переменным резистором, выводы которого подключены соответственно к выходу второго управляемого выпрямителя иобщей точке

вторичных обмоок датчика, а подвижный контакт соединен с общим приводом преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема нормирующего преобразователя. Преобразователь содержит блок 1 питания, дифференциальный трансформаторный датчик 2, первый и второй управляемые однополупериодные выпрямители 3 и 4-, содержащие, например, транзисторные ключи 5 и 6 и сглаживающие конденсаторы 7 и 8, нагрузкой которых служат одинаковые по величине постоянный и переменный резисторы 9 и 10, усилитель 11 постоянного тока. Плунжер датчика механически соединен с чувствительным элементом, преобразующим измеряемый технологический параметр (давление, уровень и др.) в линейное перемещение X.

Преобразователь работает следующим образом.

А--Переменное напряжение промышленной или повыщенной частоты с первого выхода блока 1 питания поступает на первичную обмотку датчика 2, вторичные обмотки которого включены последовательно и встречно. С каждой из вторичных обмоток переменное напряжение поступает на первый 3 и второй 4 управляемые однополупериодные выпрямители, работающие синхронно и синфазно, сигнал управления на которь1е подается со второго выхода блока 1 пиания. В обоих выпрямителях 3 и 4 выпрямляется и сглаживается определенная, (например, положительная) половина периода переменного напряжения. Для обеспечения идентичных режимов обоих выпрямителей величины резисторов 9 и 10 выбраны одинаковыми. На указанных резисторах образуются противоположные по знаку (по отношению к точке их соединения между собой) постоянные напряжения.

Если нормирующий преобразователь рассчитан на работу с датчиком без перехода через нейтраль, то указанные напряжения имеют примерно равные значения. В том случае, когда плунжер в начальном положении смещен с нейтрали (например, вниз по схеме), напряжение на резисторе 9 меньще, чем на переменном резисторе 10, который служит для установки нулевого сигнала на выходе преобразователя.

Если транзисторные ключи 5 и 6, а также и сглаживающие конденсаторы 7 и 8, входящие в состав управляемых однополупроводных выпрямителей, выбраны таким образом, что изменение их характеристик во времени и от температуры одинаковые по величине и знаку, то дополнительная погрешность (аддитивная и мультипликативная составляющие) преобразователя от изменения параметров указанных элементов отсутствует. Это объясняется тем, что первый и второй управляемые выпрямители включены по дифференциальной схеме. При таком включении изменение параметров элементов, входящих в состав первого управляемого вьшрямителя компенсируется аналогичными изменениями во втором управляемом выпрямителе.

Использование нового схемного построения нормирующего преобразователя позволяет повысить стабильность выходного сигнала во времени и уменьшить дополнительную погрешность от изменения температуры окружающей среды без применения специальных мер по температурной компенсации.

Формула изобретения

Нормирующий преобразователь, содержащий блок питания, дифференциальный трансформаторный датчик с двумя последовательно и встречно включенными вторичными обмотками и одной первичной обмоткой, подключенной к первому выходу блока питания, управляемый однополупериодный выпрямитель, сигнальный вход которого подключен к одной из вторичных обмоток датчика, а управляющий вход - ко второму выходу блока питания, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом управляемого однополупериодного выпрямителя и через резистор с общей точкой вторичных обмоток датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вторым управляемым однополупериодным выпрямителем, сигнальный вход которого подключен к другойвторичной обмоткедатчика, а управляющий вход - ко второму выходу блока питания, и переменным резистором, выводы которого подключены соответственно к выходу второго управляемого выпрямителя и общей точ.ке вторичных обмоток датчика, а подвижный контакт соединен с общим проводом преобразователя.

Исочники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Кончаловский В. Ю.,Куперщмидт Я. А., Харченко Р. Р. Электрические измерительные преобразователи. М-Л., «Энергия, 1967, с. 177.

2.Преобразователь нормирующий НП-ПЗ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1968, Уфимский завод геофизического приборостроения.