Потенциометрическое устройство Советский патент 1980 года по МПК G01R17/20 

(54) ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Устройство; относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в термометрии и в аналоговой вычислительной технике.

Известны потенциометры на базе магнитных компараторов тока, компенсирующее напряжение которых является линейной функцией количества витков их регулируемой обмотки flj. Однако в ряде случаев необходима квадратичная зависимость компенсирующего напряжения потенциометра от количества витков, напримерпри измерении термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термоэлектрических преобразователей (тп).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, которое содержит два магнитных компаратора, состоящих из обмоток с постоянным и регулируемым количеством витков, регуляторы чис па витков которых механически связаны, расположенных на магнитных сердечниках, детекторы баланса ампер- : витков, .регулируемые источники тока, образцовый р- -зистор, а также источник постоянного тока

впт

о

КЬ)

ЩШ041сРШ

Однако с помощью указанного устройства нельзя реализовать квадратичную функцию с отрицательным свободным членом А. . .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что потенциометрическое уст10ройство, содержащее два магнитных компаратора токов, один из которых выполнен по трансформаторной схеме, имеющих механически связанные регуляторы числа витков обмоток, а так15же регулируемые источники тока, соединенные с нерегулируемыми обмотками магнитных компараторов тока, детекторы баланса ампер-витков, соединенные с регулируемыми источниками тока,

20 источник постоянного тока, соединенный с регулятором числа витков обмоток одного магнитного компаратора тока, и образцовый резистор, включенный между выводом нерегулируемой

25 обмотки второго магнитного компара.тора тока и регулируемым источником тока, и соединенный с одним из входных зажимов, снабжено постоянным резистором, включенным между источ30

НИКОМ постоянного тока и выводом регулируемой обмотки первого магнитнего компаратора тока, а второй, магнитный KOMnajiaTop тока выполнен по трансформаторной схеме, причем его регулируемая обмотка соединена с нерегулируемой обмоткой первого магнитного компаратора тока, один вывод регулируемой обмотки которого и,.вывод постоянного резистора соединены с выводом нерегулируемой обмотки второго магнитного компаратора тока и выводом образцового резистора, при этом второй вывод постоянного резистора соединен-через нуль-индикатор с другим входным зажимом.

На чертеже представлена блок-схема потенциометричесйого устройства.

Устройство содержит магнитный компаратор 1 тока (МКТ), состоящий из магнитного сердечника 2, регулируемой обмотки 3 с регулятором4 числа витков и обмотки 5 с постоянным количеством витков (нерегулируемой), детектор б баланса ампер-витков, выход которого подключен к одному из выходов регулируемого источника 7 тока, магнитный компара тор 8 тока (МКТ ), состоящий из магнитного сердечника 9, регулируемой обмотки 10 с регулятором 11 числа витков и нерегулируемой обмотки 12 с постоянным количеством витков, детектор 13 баланса ампер-витков, выход которого подключен к одному из выходов регулируемого источника 14 тока,образцовый резистор 15, нуль-индикатор 16, постоянный резистор 17, источник 18 постоянного тока, пару выходных зажимов 19 и 20.

Предлагаемое устройство использую следующим образом.

К зажимам 19 и 20 подключают измеряемую ТЭДС или напряжение, в случае использования устройства в каче.стве потенциометра, или нагрузку, при использовании его в качестве моделирующего ,устройства. Предлагаемое устройство позволяет ,измерить ТЭДС . ТП .градуировки типа ПП-1 или падение напряжения на термопреобразователе сопротивления (ТС) , зависимость сопротивление - температура которого выражается квадратичной функцией.

По обмотке 3 и постоянному резистору 17 через обмотки 5 и 10 от регулируемого источника 7 тока и через обмотку 12 и образцовый резистор 15 от регулируемого источника тока пропускают постоянный ток. С помощью детекторов б и 13 баланса ампервитков таким образом управляют регу лируеиыми источниками тока соответственно 7 и 14, чтобы автоматически подцерживалось равновесие магнитных компараторов 1 и 8. С постоянного 17 и образцового 15 резисторов снимают

компенсирующее .или моделирующее напряжение и через нуль-индикатор 16 подают его на выходные зажимы 19 и 20 схемы.При равновесии схемы параметр от которого зависит входная ЭДС или с напряжение, считывают на лимбах регулируемой обмотки 3. В моделирующих устройствах на лимбах регулируемой обмотки 3. задается машинная переменная.

Q С помощью предлагаемого устройства можно реализовать семейство квадратичных функций вида

Cd-tbi HctdK) (I

V --«-1 в -V ---о Т

NN,4

5 где 1 - компенсирующее (моделирующее) напряжение устройства;

1 - ток источника 18 постоянного тока;

0 - количество витков регулируемой обмотки 3, - количество витков обмотКдки 5 ; - л w rctdx- количество витков регу:, лируемой обмотки 10; w,2 - количество витков обмотки 12;

R/(, Rj сопротивление постоянного 17 и образцового 15 резисторов J 0 a,b,c,d- постоянные положительные

коэффициенты; X - измеряемый параметр

(машинная переменная). Как видно из управления (1), функциональные возможности устройства значительно расширены. Устройство реализует широкий класс квадратичных функций и может применяться для измерения ЭДС или напряжения, находящед гося в квадратичной зависимости от какого-либо параметра, причем шкала данного параметра будет линейна.

Например при измерении температуры с помощью ТП градуировки типа ПП-1 будет получен прямой отсчет 5 температуры и расширен температурный диапазон устройства. Прототип используется для измерения, температуры в комплекте с платиновыми ТС, в диапазоне 0-660°С. Зависимость его сопротивления R. от температуры выражается известным уравнением Календара

(1-eAt-vBt2) , 1(2}

5 где RO - сопротивление ТС при 0°С,

А,В- константы, причем в - отрицательная величина; t - измеряемая температура. Зависимость ТЭДС t ТП градуиQ ровки ПП-1 от Температуры t в диапазоне + 300 7 выражается уравнением О) e aVb-L+ct J3 V . ajвJc- константы. Константа а5 отрицательна.