Устройство для формирования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика Советский патент 1981 года по МПК G05B5/01 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования, управления и контроля, в частности, в устройствах, формирующих сигналы дифференциально-трансформаторных датчиков, осуществляющих сравнение этих сигналов с сигналом задатчика, формирование и усиление сигнала рассогласования для подачи на вход регулирующего прибора.

Известно устройство для формирования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика, -в котором источник переменного напряжения подключен к первичной обмотке дифференциальнотрансформаторного датчика. В известном устройстве первичная обмотка диф ференциально-трансформаторного датчика питается напряжением переменного тока Ui. При отклонении плунжера от среднего положения взаимоиндуктивность между первичной обмоткой и одной из двух вторичных обмоток (.)

возрастает, а взаимоиндуктивность между первичной обмоткой и другой вторичной обмоткой ( уменьшается. При этом формируется выходное напряжение, величина которого U2 и фазовый сдвиг относительно напряжения источника -переменного тока т запишутся следующим образом

. (Mi2-/An) . 1 /.д дд X /I) 2 .

to

(JQ.4

1C

,, чь .

-2--югс1д

t2) R

и,Ц соответственно активное

где сопротивление и индуктивISность первичной обмотки датчика,

1 - ток первичной обмотки датчика:,

U) - круговая частота напряже20ния переменного тока, Р - оператор Лапласа. Видноi что сформированный выходной сигнал дифференциально-трансФорматоркого датчика сдвинут по фазе относительно напряжений источника переменного тока, причем как выходной сигнал так и фазовый сдвиг зависят от активного сопротивления первичной обмотки Это снижает точность дальнейшей обработки выходного сигнала, датчика (в частности, суммирования с сигналом задатчика и другими сигналами переменного тока), увеличивает погрешность датчика при изменении температуры окружающего воздуха вследствие термонестабильности величины Rj (со, противление медного про(Ьода первичной обмотки) l . Недостатком известного устройства является малая точность. Наиболее близким по технической сущ ности является устройство,содержащее операционный усилитель,первый вход которого через первый резистор подключен к первому выходу источника переменно го напряжения и через конденсатор к выходу операционного усилителя, а второй вход ко второму выходу источн ка переменного напряжения и шине нулевого потенциала 2 J. Недостатком данного устройства является малая точность. Цель изобр.этения - повьшение точности устройства. Эта цель достигается тем, что в .известное устройство введены второй и третий резисторы и транзистор, база которого соединена с выходом операционного усилителя, коллектор - с первым выводом первичной обмотки диф ферен1щально-трансформаторного датчика, а эмиттер - через второй резис тор с шиной нулевого потенциала и через третий резистор с минусовой шиной питания, к плюсовой шине которого подключен второй вывод первичной обмотки дифференциально-трансфор маторного датчика. На чертеже приведена принципиальная схема устройства, Схема устройства содержит источник переменного напряжения 1,операци онный усилитель 2,первый резистор 3 конденсатор 4,образующие интегратор днфференциально-трансформаторный датчик 6, включающий первичную обмот ку и вторичные обмотки, транзистор 7 второй и третий резисторы 8 и 9, при емник выходного сигнала 10. На чертеже обозначено напряжение источника переменного напряжения U, выходое напряжение дифференциально-транформаторного датчика И, Принцип действия устройства залючается в следующем. Напряжение U источника переенного напряжения 1 интегрируется нтегратором 5 и усиливается транистором 7j крторый одновременно ыполняет роль преобразователя наряжения в ток. Выходной ток 1 ранзистора 7 является током первичой обмотки дафференциально-трансорматорного датчика 6 и равен Т 5 1-1- Г. С5) постоянная врем ни интегрирования, крутизна транзисторного усилительного каскада. . выражений (О и (З) слечто выходное напряжение Ug. дифференциально-трансформаторного датчика и его фазовый сдвиг у ,±1ъ), (4) Поскольку зависимость U,(LL ) не имеет реактивной составляющей Т2. приблизительно равен нулю. Таким образом, фазовый сдвиг „ между выходным напряжением U и1фференциально-трансформаторного датчика 6 и напряжением U источника переменUj источника ного напряжения I равен нулю, а выходное напряжение U датчика 6 не зависит от термонестабильности активного сопротивления его первичной обмотки. Использование транзистора выгодно отличает его от известного устройства для формирования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика, так как компенсирует фазовый сдвиг и повьщгает стабильность выходного напряжения Uдатчика, т.е. повышает точность устройства. Формула изобретения Устройство для формирования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика, содержащее операционный усилитель, первый вход которого через первый резистор подключен к первому выходу источника переменного.напряжения и через конденсатор к выходу операционного усилителя, а второй вход - ко второму выходу источника

переменного напряжения и шине нулевого потенциала, отличающеес тем, что, с целью повьшения точности устройства, оно содержит второй и третий резисторы и транзистор, база., .которого соединена с выходом операционного усилителя, коллектор - с первым выводом первичной обмотки дифференциально-трансформаторногр датчика, а эмиттер - через второй резистор с шиной нулевого потенциала и через третий резистор с минусовой шиной питания, к шюсовой шине которого подключен второй вывод первичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 .Шидпович Л.Х. ф1фференциальные трансформаторы и их применение. Mi Энергия, 1966.

2.Патент США 2439891, кл. 340-178, опублик. 1948 (прототип)