Измерительный преобразователь перемещения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(50 С 01 ОП ЗОБ ЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ У 16.В. Чувыкин фильчиков Расчет и проек 1 х измерительных иностроение",етельство СС 7/00, 1980(54)(57) ИЗМЕРИТЕ ТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, тивный датчик с п диненными измерит ционной обмотками обмоткам датчика матор и управляемь ЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА- содержащий индукоследовательно сое ельной и компенса. подключенные к алгебраический сум й источник синусо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ,801089395 А дального тока, отсчетный блок, связанный с выходом алгебраическогосумматора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерений, он снабжен генераторомпрямоугольных импульсов, ключом, управляющий вход которого связан свыходом генератора, дифференциальныминтегратором, инвертирующий входкоторого через ключ подключен к изме"рительной обмотке индуктивного датчика, неинвертирующий - к выходугенератора, суммирующе-запоминающимблоком, суммирующий и управляющийвходы которого подключены к генератору, запоминающий - к выходу дифференциального интегратора, выходк управляемому источнику синусоидаль"ного тока, а управляемый источниксннусоидального тока выполнен в виденнтерполятора.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в приборах дляизмерения перемещений, а также величин, которые могут быть преобразованы в перемещение (усилие, давление,уровень и т.д.).Известно устройство для измеренияперемещения, содержащее индуктивныйдатчик, включающий две измеритель Оные обмотки, стабилизированный источник питания переменного тока 13.Недостатками устройства являютсязначительная нелинейность и невозможность задания нулевой точки. 15Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяизмерительный преобразователь перемещений, содержащий индуктивный датчик с последовательно соединенными 20измерительной и компенсационной обмотками, подключенные к обмоткамдатчика алгебраический сумматор иуправляемый источник синусоидальноготока, отсчетный блок, связанный свыходом алгебраического сумматора 1.21.Недостатком устройства являетсяналичие релейной обратной связи,приводящей к методической погрешностиквантования и ухудшающей динамические характеристики устройства, Крометого, при наличии в выходном напряжении датчика высокочастотных гармоникпомех (например, сетевой) возникаетдополнительная погрешность измерения.35Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что измерительный преобразователь пеРемещения, содержащий индуктив 40ный датчик с последовательно соединенными измерительной и компенсационной обмотками, подключенные к обмоткам датчика алгебраический сумматор и управляемый источник синусоидального тока, отсчетный блок, связанныйс выходом алгебраического сумматора, снабжен генератором прямоугольныхимпульсов, ключом, управляющий водкоторого связан с выходом генератора, дифференциальным интегратором, инвер 50 тирующий вход которого через ключ подключ .н к измерительной обмотке индуктивного датчика, неинвертирующий - к выходу генератора, суммирующезапоминающим блоком, суммирующий и управляющий входы которого подключены к генератору, запоминающий - к выходу дифференциального интегратора,выход - к управляемому источнику синусоидального тока, а управляемыйисточник синусоидального тока выполнен в виде интерполятора.На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Преобразователь содержит алгебраический сумматор 1, отсчетный блок2, ключ 3, дифференциальный интегратор 4, суммирующе"запоминающий блок5, генератор О ирямоугольных импульсов, интерполятор 7, индуктивныйдатчик 8 перемещения (ИДП). ИДП 8содержит измерительную 9 и компенсационную 10 обмотки и два подвижныхякоря 11 и 12,Последовательно соединенные измерительная 9 и компенсационная 10обмотки подключены к входам алгебраического сумматора 1, выход которогосоединен с входом отсчетного блока 2,Измерительная обмотка 9 датчика 8через ключ 3 соединена с инвертирующим входом дифференциального интегратора 4, выход которого подключенк запоминающему входу суммирующезапоминающего блока 5, Выход генератора прямоугольных импульсов подключен к управляющему входу ключа 3,к неинвертирующему входу дифференциального интегратора 4 и к суммирующему и управляющему входам суммирующе-запоминающего блока 5. Выходсуммирующе-запоминающего блока 5через интерполятор 7 соединен с обмотками 9 и 10 датчика 8.Преобразователь работает следующимобразом.Под действием выходного тока интеРполятора 7, протекающего черезвключенные последовательно измерительную 9 и компенсационную 10 обмотки ИДП 8, на них возникают падениянапряжений У и Б , пропорциональныеперемещениям подвижных якорей 11и 12. Для обеспечения линейности функции преобразования в устройство введена отрицательная обратная связьмежду измерительной обмоткой 9 и интерполятором 7. Через ключ 3 напряжение с измерительной обмотки 9поступает на инвертирующий вход дифференциального интегратора 4. Ключ3 замкнут лишь во время положительной полуволны напряжения на измерительной обмотке 9, в это же времягенератор б прямоугольных импульсоввырабатывает прямоугольный импульснапряжения амплитудой Б, поступаю. рСоставитель 9. ПетраковскийРедактор С. Юско Техред Т.Дубинчак Корректор А. Ференц . Заказ 2917/36 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 3 10893 щий на неинвертирующий вход дифференциального интегратора 4. Таким образом, интегратор интегрирует разность напряжений измерительной обмотки 9 0 зп С и прямоугольно-изменяющегоб 5 ся напряжения с выхода генератора 6 прямоугольных импульсови,= 1 (-о,ы.о,а,ьгде Т - постоянная интегрирования;и й " моменты начала и конца положительной полуволны синусоидальных напряжений 0" 00Учитывая равенство постоянной интегрирования полупериоду синуса(4), можно записать Таким образом, в установившемся режиме 2 0 С0 в выходное напряжение дифференциального интегратора 4 равно нулю, и выходное напряже" ние суммирующе-запоминающего блока 5 полностью определяется напряжением генератора 6 прямоугольных импульсов. При наличии некоторого рассог 95 4ласования на выходе дифференциального интегратора появляется напряжение рассогласования, которое скла дывается в суммирующе-запомнающем блоке 5 с напряжением генератора 6 прямоугольных импульсов. Поскольку выходное напряжение суммирующе-запоминающего блока 5 определяет амплитуды синусоидального напряжения на выходе интерполятора 7, всякое изменение напряжения на выходе суммирующезапоминающего блока 5 приводит к немедленному изменению амплитуды питающего синусоидального напряжения, т.е. ключ 3, дифференциальный,интегратор 4, суммирующе-запоминающий блок 5 представляют собой цепь отрицательной обратной связи, обеспечивающую стабильность амплитуды питающего напряжения ИДП 8. Устранение нелинейной (релейной) обратной связи позволяет исключить погрешность нелинейности и одновременно значительно сократить время переходного процесса уравновешивания. Применение интерполятора для формирования синусоидального питающего напряжения дает возможность свести к минимуму наличие высших гармоник в питающем напряжении датчика и тем самым уменьшить соответствующую составляющую погрешности.