Автогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1)з С 0 НИЯ й ССР8. 986.НЦИАЛЪВАТЕЛЬ мериоже ении ля з кол СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к ительной технике и автоматике ибыть использовано в приборострЦель - упрощение преобразоватесчет сокращения линий связи и чества блоков. Для этого в преобразователь, содержащий блок 1 питания,диФФеренциальный трансФорматорныйдатчик 3, транзисторы 1 О, 14, 1 7,20, операционные усилители 23-26,стабилитроны 11, 13, 16, 21 и резисторы 9, 12, 5, 18, 19, 22, введенырезистор 8 и конденсатор 2, а обмотки 6 и 7 датчика 3 включены междуколлекторами транзисторов 10 и 20соответственно и прямыми входами операционных усилителей 24 и 25 соответственно, Такое включение позволяетсохранить высокую стабильность выходных параметров автогенератора приизменениях температуры, уменьшитьколичество линий связи с пяти до трехи отказаться от использования диФференциального выпрямитеИзобретение относится к измерительной технике и автоматике и может бытьиспользовано в приборостроении.Цель изобретения - упрощение преобразователя за счет сокращения количества линий связи и количестваблоков,На чертеже представлена блок-схема преобразователя. 10Автогенераторный преобразовательсодержит двуполярный блок 1 питания,конденсатор 2, диФФеренциально-трансформаторный датчик 3 с подвижнойчастьго 4 магнитопровода и обмотками 155-7,. резисторы 8 и 9, транзистор 10.,стабилитрон 11, резистор 12, стабилйтрон 13, транзистор 14, резистор1;5, стабилитрон 16, транзистор 17,резисторы 18 и 19, транзистор 20, 20стабилитрон 21, резистор 22, операционные усилители 23-26. Операционнде усилители 23"26 соединены своимивьгходами с базами транзисторов 10,14, 17 и 20 соответственно. Инвертирующне входы операционных усилителей 23-26 соецинены с эмиттерами транзисторов 1 О, 14, 1 7 и 20 соответственно. Иеинвертирующие входы операционных усилителей 23 и 25 соедиг 1 ены и подключены к коллекторамтранзисторов .14 и 17. Неинвертируюгггие входы онерацггонных усилителей24 и 25 подключены к коллекторамтранзисторов 1 0 и 20 соответствен 35но через измерительные обмотки б и 7датчика 3. Положительные выводы питания операционных усилителей 23 и24 соединены с отрицательными вывоДами питания .операционных усилителей25 и 26 и через резистор 8 подключены к среднему выводу блока 1 питания.Отрицательные вьводы питания операционных усилителей 23 и 24 подключены к отрицательному вьводу блокайитания. Положительные выводы питания операционных усилителей 25 и 26подключены к положительному выводублока 1 питания.Автогенераторный преобразователь 50работает следующим образом.Пусть нри подключении питания всилу неснмметрии начальный ток колпектора транзистора 14 больше коллекторного тока .транзистора 17, тогдаЭДС самоиндукции обмотки 5 возбуждения датчика 3, приложенная к входуоперационного усилителя 23, увеличивает ток коллектора транзистора 1 О,этот ток, проходя через резистор 12, создает на нем падение напряжения, сложенное с ЭДС взаимоиндукции обмотки 6 датчика 3 оно попадает на вход операционного усилителя 24 и еще более увеличивает ток коллектора транзистора 1 О, Процесс лавинообразного нарастания тока коллекторов транзисторов 10 и 14 заканчивается в момент пробоя стабилитронов 11 и 13, В этот момент положительная обратная связь переходит в отрицательную и стабилизирует напряжения на стабилитронах 11 и 13 и токи через них. Причем, чем стабильнее напряжение на стабилитроне 13, тем стабильнее .ток через стабилитрон 11, чем стабильнее ток через стабилитран 11, тем, стабильнее напряжение на нем и тем стабильнее ток через стабилитрон 13, а чем стабильнее ток через него, тем стабильнее напряжение на нем.Следовательно, в момент подключения питания к преобразователю ток через стабилитрон 13 устанавливается скачком до стабильной величины, опредегяемой параметрами стабилитрона 11. ЗДС вэаимоиндукции обмотки 6 и резистора 1 5. Далее этот ток начинает убьвать, а через обмотку 5 возбуждения датчика 3 нарастать, при этом их сумма остается неизменной. В момент времени, когда ток через обмотку 5 станет равным току коллектора транзистора 14, стабилитрон 3 закроется, что приведет к инверсии ЭДС само- индукции.и взаимоггндукпии обмоток датчика 3, а это закроет транзисторы .1 О и 1 4 и откроет транзисторы 17 и 20, Процесс перераспределения тока коллектора транзистора 17 между стабилитроном 16 и обмоткой 5 повторится. Таким образом, к обмотке 5 будет приложено напряжение прямоугольной формы, стабильной амплитуды и частоты, При этом через резистор 8 будет протекать переменный ток прямоугольной Формы, а так как каждая половина схемы преобразователя является фактически стабилизатором тока, то напряжение на резисторе 8 будет инвариантным к сопротивлению линии связи между преобразователем и нагрузкой, что важно. Длительность импульсов тока каждой полярности определяется соотношениямис= 2 М,/К 15; о 2 М/Ю 8,5 1551971 6 где К 15; В. 18 - резисторы 1 5 и 18; водам питания трет И, М- взаимная индуктивность операционных усили обмоток 6 и 5 и 7 и 5 ответственно первь соответственно) торы - к инверсным- время положительного ственно первого и направления тока в онных усилителей и резисторе 8; ветственно первого- время отрицательного эисторов, каллекто направления тока в ре- соответственно тре 10 зисторе 8, резисторы подключе20 25 При перемещении подвижной части 4 магнитопровода период Т = й+ генерируемых импульсов така в нагрузке остается практически постоянным, Переменной величиной в Функции ат его перемещения является скважнастьи - Со 1"1 1 - Масф, М, +И Таким образом, если токи в нагрузке в каждый из полупериодов по модулю равны, то, зашунтировав резистор 8 нагрузки конденсатором 2, получим на резисторе 8 (на выходе) постоянное напряжение в функции от перемещения подвижной части 4 магнитопровода. В том случае, если требуется получить цифровой выход, шунтировать резистор 8 нагрузки конденсатором 2 не следует. Ф о рм у л а и з о б р е т е н и я Автогенераторный диФференциально- трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий дифференциальный трансформаторный датчик с подвижной частью магнитопровода, первой и второй дифференциальными измерительными обмотками и обмоткой возбуждения, двупалярный блок питания, шесть резисторов, четыре стабилитроиа, четыре транзистора и четыре операционных усилителя, выход каждого из которых подключен к базе одного транзистора, первый вывод обмотки. возбуждения подключен к катоду первого стабилитроиа, аноду второго стабилитрона, поцоложительным вьводам питания первого и второго операционных усилителей, отрицательным выьего и четвертого телей и через со- Ф и второй реэисвходам соответтретьего операцизмиттерам сооти второго транры которых через тий и четвертый ны соответственно к отрицательному выводу двуполярного блока питания, аноду третьего стабилитрона, отрицательным выводам питания первого и второго операцион"ных усилителей, первому выводу пятого резистора и к положительномувыводу двуполярного блока питания,катоду четвертого стабилитрана, полажительньм вь водам питания третьегои четвертого операционных усилителей, первому выводу шестого резистора, вторые выводы пятога и шестогорезисторов подключены к инверсным входам соответственна второго и четвертого операционных усилителей и кэмиттерам соответственно третьего ичетвертого транзисторов, коллекторыкоторых подкхпочены к прямым входам первого и третьего операционных усилителеи, аноцу первого и катоду второго стабилитронов и второму вьводуобмотки возбуждения, коллекторы первого и второго транзисторов подключены соответственно к катоду третьего стабилитрона и аноду четвертого 35стабилитрона, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены седьмой резистор и конденсатор, начало первойи начало второй дифференциальныхизмерительных обмоток подключены кпрямым входм соответственно второгои четвертого операционных усилителей, а конец первой и конец второйдвференциальных измерительных обмоток подключены к коллекторам соответственно первого и второго транзисторов, а средний вьвод двуполярного блока питания через параллельносоединенные седьмой резистор и конденсатор подключен к первому вьводуобмотки возбуждения.