Устройство для измерения физических величин

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕйИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 240277 (21) 2465103/18-28с присоединением заявки Мо(51)М. Кл,С 01 В 7/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий( 5 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХВЕЛИЧИН 1 О 15 20 25 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных или угловых перемещений, давления жидкости и т,п.Известно устройство для измерения физических величин, содержашееиндуктивные или трансформаторныепреобразователи измеряемой величины, например, в напряжение переменного тока, чувствительные к изменению их напряжения питания, котороеявляется причиной возникновения погрешности.измерительного устройства, Для уменьшения влияния изменений напряжения питания преобразователя устройство снабжается стабилизатором напряжения 13.Недостатками данного устройстваявляются его усложненнаяструктураи невозможность полностью устранить)ттогрешность измерения вследствиенеидеальной стабилизации выходногонапряжения стабилизатора,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения физическихвеличин, содержащее трансформаторзый преобразователь измеряемой величины, аналоговый управляемый ключ,сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя, блок преобразования для выделения среднего значения измеренного сигнала, подключенный к выходу ключа, и блок сравнения с присоединенным к одному из его входов источником опорного напряжения, подключенный выходом к управляющему входу ключаКо второму входу блока сравнения подключен источник переменного напряжения, который обеспечивает также и питание преобразователя измеряемой физической величины, Благодаря такому выполнению скважность импульсов на выходе блока сравнения, а следовательно, и длительность открытого состояния аналогового ключа, изменяются в зависимости от колебаний источника питания преобразователя таким образом,. чтобы обеспечить независимость выходного напряженияизмерительного устройства (среднего значения измеренного сигнала на выходе блока преобразования) от колебаний напряжения указанного источника 21 . Недостаток этого устройства состоит в чувствительности его выходщ ного напряжения к колебаниям температуры окружающей среды, под дейст -вием которых изменяются магнитнаяпроницаемость ферромагнитных элементов конструкции преобразователя,а также активные сопротивления егообмоток,Цель изобретения - понышение точности измерения путем устранениявлияния дестабилизирующих факторов,к числу которых относятся не толькоколебания напряжения источника питания преобразователя, но и колебаниятемпературы окружающей среды.Поставленная цель достигаетсятем, что трансформаторный преобразователь снабжен двумя обмотками,сое -диненными согласно последовательнои подключенными ко второму входублока сравнения,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения физических величин содержит преобразователь 1 измеряемой величины (трансформаторный), управляемый аналоговый ключ 2, блок 3 сравнения с подключенным к одному из его входовисточником 4 опорного напряжения иблок 5 преобразования сигнала, полученного на выходе ключа,Преобразователь 1 трансформаторного типа имеет помимо обмотки возбуждения две пары выходных обмоток, Обмотки одной пары (сигнальные)соединены встречно последовательнои служат для получения сигнала,пропорционального измеряемой входнойвеличине, например перемещению подвижной части преобразователя, Обмотки второй пары (дополнительные)соединены согласно последовательнои служат для получения сигнала, изменяющегося только н зависимости отизменений дестабилизирующих факторов, таких как температура окружающей среды и напряжение питания преобразователя, что обеспечиваетсяблагодаря дифференциальному выполнению преобразователя.Действие вышеуказанных дестабилизирующих факторов оказывает влияние, несмотря на дифференциальноесоединение сигнальных обмоток, навходной сигнал преобразователя темболее сильное, чем дальше подвижныйэлемент преобразователя, напримерплунжер, отходит от его положениясимметрии,Устройство работает следующимобразом,При воздействии на преобразователь 1 измеряемой физической величины на выходе его сигнальных обмоток формируется напряжение, амплитуда которого пропорциональна измеряемой величине, но зависит такжеи .от изменений внешних дестабилизирующих факторов (напряжения питания, температуры). Это напряжениепульсы подаются на управляющий вход аналогового ключа 2, обеспечиваяего периодическое запирание, Длительность интервалов времени, в течение которых ключ 2 открыт или закрыт, не изменяется при номинальныхпараметрах питающей преобразователь сети и температуры окружающей среды, но изменяется при отклоненииукаэанных дестабилизирующих факторов от их номинального уровня, Амплитуда сигнала, пропускаемого аналоговым ключом, зависит от текущего значения измеряемой физической величины, Сигнал с выхода ключа поступает в блок 5 преобразования, где выделяется его среднее значение,пропорциональное измеряемой физической величине, Частота закрытия (открытия) ключа 2-неизменна.40 Благодаря укаэанному выполнениюизмерительного устройства напряжение на его выходе пропорционально измеряемой физической величине и независит от колебаний напряжения пи -тания преобразователя и температуры окружающей среды,Формула изобретенияУстройство для измерения физических величин, содержащее трансформаторный преобразователь измеряемой величины, аналоговый управляемый ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя,50 блок преобразования для выделениясреднего значения измеренного сигнала, подключенный к выходу ключа,и блок сравнения с присоединеннымк одному иэ его входов источникомопорного напряжения, подключенный 55 60 выходом к упоавляюшему входу ключа,отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения влияния дестабилизирующих Факторов, трансформаторный преобразователь снабжен двуподается на сигнальный вход управляемого аналогового ключа 2. Одновременно на выходе дополнительных обмоток преобразователя 1 формиру-.ется напряжение, независящее от из - менений измеряемой величины, но изменяющееся н функции напряжения пи - тания и температуры. Это напряжение подается на нторой вход блока 3 сравнения, где оно сравнивается с напряжением источника 4 опорного напряжения постоянного. тока, вели - чина которого соответствует номинальным параметрам питающей преобразователь сети и температуры среды и не зависит от их колебаний, В 15 результате на выходе блока 3 сравнения появляются импульсы, амплитуда которых модулируется в сторону расширения или сужения в зависимости от величины и знака изменения 20 дестабилиширующих Факторов, Эти им731271 Составитель С, Скрыпникедактор И, Михеева ТехредЖ.Кастелевич орректор М, Ша 493/20 Тираж 801 ПНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская надпи сное За д, 4 илиал ППП Патент, г, ужгород, улПроектная,мя обмотками, соединенными согласнопоследовательно и подключенными ковторому входу блока сравнения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское Р 366341, кл, 62, Авторское 9 550524, кл, 6 (прототип),свидетельство СССР01 В 7/02, 1971.свидет ель ство СССР01 В 7/1 Ь, 1975