Преобразователь индуктивности в частоту электрических колебаний Советский патент 1980 года по МПК G01R27/00 

(54) ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ В ЧАСТОТУ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть применено при измерении индуктивности. Известен преобразователь индуктивности в частоту электрических колебаний со, держащий генератор синусоидальньвс коле-г баний с эталонным контуром fll. Недостатками этого преобразователя являются низкая точность и нелинейность характеристик. Наиболее близок к изобретению по технической сущности - преобразователь, содержащий усилитель-ограничитель, выход которого через опорную индуктивность соединен с входом усилителя постоянного тока, охваченного отрицательной обратной связью через измеряемую индуктивность, выход усилителя постоянного тока соединен через дифференциатор ограничитеяь с входом интегратора, суммируюшая точка которого соединена через конденсатор с выходом усилителя постоянного тока и через резистор с выходом усилителя-ограничителя, вход которого подключен к выходу интегратора Ь. Недостаток преобразователя - его н&высокая точность. Это обусловлено накоплением погрешности при последовательных преобразованиях выходного напряжения, несущего информацию о значении индуктивности, включающих дифференцирование и интегрирование аналоговых сигналов. Особые требования в указанном лреобраз жателе предъявляются к дифферешиатору-ог- рШи4|ГтШкх. Точное выполнение стерации дифференцирования невозможно вследствие конечности коэффициента усиления используемого для этой цели стерационного уси лителя и противоречивости требования бесконечного возрастания коэффициента с ростом астоты. Дифференциатор резко обостряет высокочастотные помехи И склонен к самовозбуждению что приводит к необходимости использования сглаживающих и корректирующих цепе также дополнительно искажающих функцию преобразования. Это приводит к появлению зяачительной погрешности дифференцирования полным весом входящей в общую погрешность преобразования. На выходе дифференциатора-ограничитепя присутствует выброс напряжения, вызванный перепадом напряжения на выходе усилителя постоянного тока от влияния со противления потерь индуктивности. Полное ограничение этого выброса, параметры которого зависят от самого дифференциатора-юграничителя и от параметров индуктивности затруднено, вследствие чего точность преобразователя существенно ограничивается. Кроме того, возникает дополнительная погрешность преобразования от влияния активных потерь опорной индуктивности, что также снижает точность преобразования. Цель изобретения - повышение точноети преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, индуктивности в частоту электрических колебаний, содержа щий усилитель постоянного тока, имеющий во входной цепи и в цепи отрицательной обратной связи соответственно опорный элемент и исследуемую катушку индуктивности, дифференциальный усилитель-оГраничитепь, выход которого соединен с его же, входом через интегратор, введены второй интегратор, нуль-орган, сумматор, триггер и ключ, причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен непосредств нно с одним входом сумматора и через последовательно соединенные ключ, второй интегратор с неинвертирующим входом усилителя постоянного тока, инвертирующий вход которого соединен через опорный резистор с земляной шиной Выход усилителя постоянного тока соединен с другим входом сумматора, подкп1оченного к другому входу упомянутого дифференциального усилителя-ограничителя и к входу нуль-органа, выход которого чере триггер соединен с управляющим входом ключа. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь состоит из дифференциального усилителя-ограничителя 1,двух (интеграторов 2 и 3, ключа 4, усилителя 6 ( RO) измеряемой индуктивности 7, представленной на схеме в виде последовательного соединения индуктивности 8 (Ь ,) и сопротивления потерь 9 (R сумматора 10, нуль-органа И и триггера 12. Преобразователь работает следующим образом. В установившемся режиме работы преобразователя на выходе усилителя-ограничителя действует напряжение амплитудойVi Это напряисение параллельно подается на один вход сумматора 10, на вход интегратора 2, с выхода которого напряжение в виде где Ц„ - постоянная времени интегририрования интегратора 2, поступает на один вход усилителя-ограничителя 1 я через ключ 4 - на вход интегратора 11, генерирующего напряжение bt де постоянная времени интегрироания, на усилитель 5, с выхода которого апряжение в виде - Г. - индуктивность и сопротивление потерь обмотки 7. соответственно, поступает на другой нход сумматора 10. В момент времени 4;-j , когда напряжеия на входах сумматора будут равны по амплитуде, т.е. вьтолнится условие V и напряжение на выходе сумматора равно нулю, сработает нуль-орган 11, перебра-г сывая выработанным импульсом триггер 12. По этому сигналу ключ 4 отключит вход интегратора 3 от выхода усилителяограничителя 1, и на входе усилителем постоянного тока будет действовать постоянное напряжение ... .. з: vJa , U (5) что равносильно подаче в этот момент на вход усилителя 5 постоянного тока пилообразного напряжения с крутизной, равной крутизне напряжения интегратора 3, но обратной полярности. Таким образом, на выходе будет действовать напряжение а.с. .u HRo-V t,- a-t, 7 u - CR RoMt-b, (6)