Усилитель-преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03F9/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и измерительной технике. Известен усилитель-преобразователь, содержащий магнитный усилител и импульсный генератор 1 . Недостаток устройства - низкая чувствительность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является усилитель-преобразователь, содержащий магнитный усилитель с ра бочими, управляющей и дополнительными обмотками, транзисторный усили тель, импульсный генератор, источник опорного сигнала, инвертор и формирователь импульсов, к выходу к торого подключен согласующий усилитель 2 . Недостатком усилителя-преобразователя является погрешность при уси лении нелинейных сигналов, снимаемы например с датчиков, выполненных на фоторезисторах, терморезисторах и т.д., в силу того, что его крутизна постоянна длг. всего диапазона изменения входных сигналов. Цель изобретения - повышение точ .ности. Указанная цель достигается тем, что усилитель-преобразователь снабжен интегрирукнцим магнитным элементом с двумя входными и одной выходной обмотками и тремя к.пючами, причем одна входная обмотка интегрирующего магнитного элемента соединена с выходом транзисторного усилителя через первый ключ, вход которого соединен с выходом импульсного генератора, дополнительной обмоткой магнитного усилителя и входом инвертора, выход которого подключен к входу второго ключа, включенного между второй обмоткой интегрирующего магнитного элемента и источником опорного сигнала, соединенного с одной из рабочих обмоток магнитного усилителя, а выходная обмотка интегрирующего магнитного элемента соединена со входом формирователя импульсов через третий ключ, вход которого связан со входом инвертора. На чертеже предЬтавлена схема усил ителя . Усилитель содержит последовательно соединенные магнитный усилитель 1 и транзисторный усилитель 2, импульсный генератор 3, выходная обмотка которого соединена с входом инвертора 4, дополнительной обмоткой магнитного усилителя 1, интегрирующий магнитный элемент 5, к выходу которого подключены последовательно соединенные формирователь 6 импульсов и согласующий усилитель 7 через ключ 8, источник 9 опорного сигнала, ключи 10 и 11, установленные на входах магнитного интегрирующего элемента.

Устройство работает следуюч.им образом.

На вход усилителя подается сигнал

вх А где и

- выходной сигнал;

ejs. А,С - постоянные;

F - измеряемый параметр.

Подобный сигнал получается на выходе измерительных схем систем автоматического управления при использовании датчиков с существенно нелинейной характеристикой например фоторезисторов - при измерении освещенности, терморезисторов - при измерении температуры и др.

Входной с 1гнал U после магнитного усилителя 1 усиливается транзибторным усилителем 2.

На дополнительный вход магнитного усилителя 1 от источника 9 опорного сигнала поступает сигнал, пропорциональный постоянной составляющей А. При этом из входного сигнала Ug вычитается постоянная составляющая А.

Положительным импульсом с импульного генератора 3 открывается ключ 11 и на одну входную обмотку интегрирующего магнитного элемента 5 подается напряжение с выхода транзисторного усилителя 2

и, К - -.

где К - коэффициент усиления магнитного и транзисторного усилителей.

Исходное состояние сердечника интегрирующего магнитного элемента 5

. Сигнал и перемагничивает сердечник интегрирующего магниного элемента 5 до состояния +В,

При этом и W S тг

и

d8

i--dt

VXS

где Vf - количество витков в обмотке;

S- сечение сердечника. Переходя к конечным приращениям, получаем

- и.

i-t

аВ

ws

Поскольку индукция меняется от

+В,, , то Д

п I I

s

до

S

следовательно л..

Поскольку и к

-, то получаем

линейную зависимость At от измеряемого параметра Л-Ь 2В wSF- .

При перемагничивании сердечника со вторичной обмоткой интегрирующего магнитного элемента на формирователь 6 импульсов через открытый ключ 8 подается импульс длительностью л . Ключ 8 открывается положительным импульсом импульсного генератора 3,

Отрицательными импульсами импульсного генератора 3 через инвертор 4 открывается ключ 10 и на вторую входную обмотку интегрирующего магнитного элемента 5 поступает сигнал от источника .9 опорного сигнала, которым сердечник возвращается в исходное состояние.

Таким образом, производится усиление и линеаризация нелинейных входных сигналов.

Импульсы длительностью at, пройдя формирователь 6 импульсов, усиливаются согласующим усилителем 7,

Использование магнитно-транзисторного усилителя-преобразователя позволяет повысить точность измерения нелинейных входных сигналов, получаемых с датчиков, имеющих нелинейную характеристику (фоторезисторы, терморезисторы и др,), также благодаря линеаризации значительно упростить согласование датчиков нелинейных сигналов с аппаратурой, обработки информации.

Формула изобретения Усилитель-преобразователь, содержащий магнитный усилитель с рабочими, управляюш.ей и дополнительными об мотками, транзисторный усилитель, импульсный генератор, источник опорного сигнала, инвертор и формирователь импульсов, к выходу которого подключен согласующий усилитель, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, он снабжен интегрирующим -магнитным элементом с двумя входными и одной выходной обмотками и тремя ключами, причем одна входная обмотка интегрирующего магнитного элемента соединена с выходом транзисторного усилителя через первый ключ, вход которого соединен с выходом импульсного генератора, дополнительной обмоткой магнитного усилителя и входом инвертора, выход которого подключен к входу второго ключа, включенного между второй обмоткой интегрирующего магнитного элемента и источником опорного сигнала, соединенного с одной из рабочих обмоток магнитного усилителя, а выходная обмотка интегрирующего магнитного элемента соединена со входом формирователя импульсов через третий ключ, вход которрго связан со входом инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 198359, кл. H03F 3/04, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР I 307492, кл. H03F 9/00, 1969. iJ J