Преобразователь параметров датчикав период колебаний

ОПИСАНИЕ 3 н 8 349 04 . К АВТОРСКОМУ Св ЮТВЛЬСМВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 231179 (21) 28309 б 5/18-21 Р 1)м л с присоединением заявки йо Н 03 К 13/20 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийДата опубликования описания 380581 Г.Плотни в, В,С.Маслов, О.В.БойчукЯ.В.Борис(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДАТЧИКА В ПЕРИОД КОЛЕБАНИИ ем, раВ известном чается влияние связи на резуль противления дат но увеличивает Известен пре метров датчика содержащий изме литель, фазочув митель, первый чен к выходу ус мый генератор,фазовращатель с дом фазочувстви фильтр нижних чИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при работе с реэистивными,индуктивными и емкостными датчикамиИзвестен частотный преобразователь сопротивления, содержащий устройство сравнения, выход которогочерез интегрирующую цепь подключенк инвертирующему входу интегрирую"щего усилителя и через дифференци.альный усилитель постоянного токасо 100-ной отрицательной связью кделителю из образцового и измеряемого сопротивления 1,устройстве не исклюсопротивления линии тат измерения сочина, что существейпогрешность измерени ббразователь йарав период колебаний, рительную цепь, усиствительный выпрявход которого подклю илителя, управляевыход которого через оединен с вторым вхо тельного выпрямителя астот, вход которого п лючен к выходу фазочувствительвыпрямителя 2.Его недостатком является наличиепогрешности, обусловленной сопротив.лением линии связи между датчиком ипреобразователем.Цель изрбретения - повышениеточности преобразования.Поставленная цель достигается т О что в известный преобразователь паметров датчика в период колебаний,содержащий измерительную цепь,усилитель,фазочувствительный выпрямитель, первый вход которого подклю. чен к выходу усилителя, управляемыйгенератор, выход которого через фаэовращатель соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя,фильтр нижних частот, вход которого 20 подключен к выходу фаэочувствительного выпрямителя, введен индикатормаксимума, первый и второй входы которого подключены соответственно квыходам фильтра нижних частот н фа 2 с зовращателя, а выход - к управляющему входу управляемого генератора,измерительная цепь выполнена в видепараллельно соединенных датчика иобразцового элемента и включена в ЗО цепь обратной связи усилителя, а(3) Ь2 ВК 60 вход усилителя подключен к выходу управляемого генератора.На.фиг.1 представлена функциональная электрическая схема преобразователя на фиг.2 и фиг.З - принципиальные схемы измерительной цепи, при преобраэ 9 вании соответственно индуктивности и емкости датчика.Устройство содержит генератор 1 управляемой частоты, выход которого соединен со входом усилителя 2, через 0 резистор 3 в цепь отрицательной обратной связи усилителя 2 включено сопротивление датчика 4, зашунтированного образцовым конденсатором 5. Датчик 4 подключен в цепь обратной связи усилителя 2 с помощью линии б связи, имеющей сопротивление. Выход усилителя 2 соединен с первым входом фаэочувствительного выпрями теля 7,а выход последнего соединен с первым входом индикатора 8 макси мума через Фильтр 9 нижних частот. Второй вход фазочувствительного выпрямителя 7 соединен через фаэовращатель 10 с выходом генератора 1. Выход фаэовращателя 10 соединен со 25 вторым входом индикатора 8 максимума, Выход индикатора 8 максимума соединен с управляющим входом генера-: тора 1.Устройство работает следующим 30 образом.Синусоидальный сигнал с генератора 1 поступает на измерительный усилитель 2. С помощью фазочувствительного выпрямителя 7 на выходе усилителя 2 выделяется реактивная составляющая сигнала. Этот. сигнал сглаживается фильтром 9 нижних частот и поступает на индикатор 8 максимума. Индикатор 8 максимума изменяет частоту генератора 1 до тех пор, пока40 значение реактивной составляющей сигнала усилителя 2 не достигнет максимального значения. В этот момент времени выходной сигнал индикатора максимума,8 равняется нулю. Изменение 45 сопротивления датчика 4 в сторону увеличения или уменьшения приводит к появлению на выходе индикатора 8 максимума сигнала положительной или отрицательной полярности,под его 50 действием частота генератора 1 изменяется до тех пор, пока сигнал на выходе индикатора 8 максимума равен нулю. Характеристика управления генератора 1 должна иметь член, пропорциональный интегралу от управляющего сигнала. При преобразовании емкости датчика 11 в период колебаний датчик шунтируется образцовым резистором 12 (фиг.2)При преобразовании индуктивности датчика 13 в период колебаний (Фиг.З) индуктивность датчика 13 шунтируется образцовым резистором 12,Передаточную функцию измерительного усилителя 2 (Фиг.1) можно описать соотношением к+на +сантуш(1)В+СИР 4где Н - сопротивление датчика 4; С - образцовая емкость 5; йн -сопротивление линии б связи;. Но - сопротивление резистора 3; в - круговая частота.Выделение, реактивной составляющей выходного сигнала усилителя 2, нахождение первой производной от реактивной составляющей по (и и приравнивание ее к нулю позволяет, получить,Отсюда следует, что период электри-ческих колебаний при экстремальномзначении реактивной составляющейвыходного сигнала усилителя 2 прямо пропорционален сопротивлению датчика и не зависит от сопротивления линии б связи.На фиг.2 показан усилитель с измерительной цепью, в которой датчиком является конденсатор, зашунтированный образцовым резистором. В этом случае период Т колебаний генератора не зависит от сопротивления линии б связи и прямо пропорционален емкости датчикаСН2 ГГ . (4) где С - емкость датчика 1В - образцовое сопротивление 12,На фиг.З показал усилитель с измерительной цепью, в которой датчиком является индуктивность, зашунтированная образцовым резистором 12, Передаточная функция усилителя имеет виД В Ь,Ю +Н,В+ВЬ,.В ЬЗЮ+Р Б где Ь - индуктивность датчика 13.Выполняя аналогичные преобразования, придем к следующему выраже- нию иэ которого видно, что период Т колебаний генератора прямо пропорционален индуктивности (. и не зависит отсопротивления линий б связи. Анализируя вторую производную реактивной составляющей выходного сигнала усилителя для всех трех случаев, можно сделать вывод, что при выполнении условий (3), (4), (б) на выходе усилителя 2 будет всегда максимум реактивной составляющей.834904 фи ВНИИПИ Заказ 4118/86 Тираж 988 Подписн Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,Таким образом, благодаря отличительным признакам предлагаемого изобретения исключается погрешность, обусловленная сопротивлением линии связи, в результате чего повышается точность преобразования, 5 Формула изобретенияПреобразователь параметров датчика . в период колебаний, содержащий измерительную цепь, усилитель, фаэочувст. вительный выпрямитель, первый вход которого подключен у выходу усилителя, управляемый генератор, выход которого через фазовращатель соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу фазочувствительного выпрями" теля, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с Келью повышения точности преобразования, в него введен индикатор максимума, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам фильтра нижних частоти фазовращателя, а выход - к управляющему входу управляемого генератораизмерительная цепь выполнена в видепараллельно соединенных датчика иобразцового элемента и включена вцепь обратной связи усилителя, авход усилителя подключен к выходууправляемого генератора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 430505, кл. И 03 К 13/20, 1972,2. Авторское свидетельство СССРР 343229, кл. 6 01 й 27/00, 24.07.70