Магнитоэлектронный преобразователь электрических сигналов

О П И С А Н И Е (1 и 900199ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СаввтекнеСанрфвянстнчвекнкрвсубянк(53)М. Кл. С 01 В 19/20 Ртеулеретюкык кенитет ьССР ве делатт кзоеретенкй и етерыткв(72) Авторы изобретения В. Г. Гусев, В. Ф, Проценко и С. С, Торбпов уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе(71) Заявитель 54) ИАГНИТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к электро- ,измерительной технике и предназначе-. но для использования при бесконтактной передаче импульсов сложной формы, например с подвижных частей контролируемых вращающихся объектов.Известен магнитоэлектронный преобразователь электрических сигналов, содержащий магнитопровод с обмоткой питания и зазором, магниточувствительный транзисторный блок, размещенный в зазоре магнитопровода и вклю. ченный в схему измерительного моста, регистрирующий прибор, подключенный к выходу моста через усилитель 03.Недостатки известного устройства заключаются в значительной сложности конструкции и ограниченной области применения, охватывающей контроль электрических сигналов лищь в ста ционарных шинопроводах.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является магнито 2элект ронный преобразователь, электрических сигналов, содержащий трансфор. матор,у которого обмотки питания и об. ратной связи подключены к источнику сигналов, компенсирующий усилитель с .корректирующими цепями, вход которого связан с обмоткой обратной связи, а выход - с обмоткой питания трансформатора 1,23. В укаэанном устройстве компенсируется падение напряжения на активном сопротивлении обмотки питания,но точность преобразования все жеоказывается невысокой, особенно прит:аередаче быстроизменяющихся сигналовсложной Формы. Это объясняется применением в устройстве усилителя с высокимкоэффициентом усиления и наличиемкорректирующих цепей, обеспечивающихустойчивость преобразователя на высоких частотах, но вносящих при этомзаметное искажение Формы сигналов,О 99 515 20 И 50 35 40 45 50 3 90Цель изобретения - повышение точ. ности преобразователя при одновременном сохранении его устойчивости.Поставленная цель достигается тем, что в магнитоэлектронный преобразователь электрических сигналов, содержащий трансформатор, у которого обмотки питания и обратной связи подключены к истоцнику сигналов, компенсирующий усилитель, выход которого связан с обмоткой питания трансформатора, введены два операционных усилителя, первый из которых выполнен в виде инвертора и включен на выходе компенсирующего усилителя, осуществленного неинвертирующим, а второй выполнен в виде инвертирующего сумматора и соединен по входу с выходом первого операционного усилителя и с обмоткой обратной связи трансформа" тора, а по выходу - со входом компенсирующего усилителя, причем все уси", лители реализованы с единичными коэффициентами усиления по напряжению.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема магнитоэлектронного преобразователя электрических сигналов.В состав устройства входят трансформаторс обмоткой 2 питания, об" моткой 3 обратной связи и вь 1 ходными обмотками 1 и 5, компенсирующий усилитель 6, являющийся эмиттерным повторителем, операционные усилители 7 и 8 также с единичными коэффициентами усиления по напряжению, первый иэ которых выполняет функции инверто-ра, а второй - сумматора. На схеме показан источник 9 сигналов.Устройство работает следующим об-разом. Напряжение от источника 9 передаваемых сигналов, приложенное к обмот"ке 2 питания трансформатораВозбуждает ЗДС в выходных обмотках Й и 5 и в обмотке 3 обратной связи, Выход-ное сопротивление компенсирующего усилителя 6, включенное последовательно с обмоткой 2 питания, ничтожно мало, поэтому его влиянием можно пренебречь. Разность между ЗДС выходных обмоток 4 и 5, а также обмотки 3 об" рат ной сея зи и напряжением и ст очника 9 сигналов, которая всегда имеет место в реальных трансформаторах из"за ниличия активного сопротивления обмотки 2 питания, является одной из ОснОвных причинухудшающих тОчность преобразования, ЭДС. обмотки 3 трансФорматора 1 всегда меньше напряженияисточника 9 сигналов .на величину падения напряжения на активном сопротивленин обмотки питания 2, Это падениенапряжения прикладывается к одномуиз входов сумматора, выполненного наоперационном усилителе 8, и черезусилитель 6 поступает на обмотку питтания, суммируясь с передаваемым сигналом, Увеличение напряжения, приложенного к обмотке питания 2, компенсирует тем самым уменьшение его засчет падения напряжения на активномсопротивлении обмотки, т.е. раз.ностьмежду напряжением источника 9 передаваемого сигнала и ЭДС выходных обмоток М и 5, а также обмотки 3 обратной связи стремится к нулю. Следовательно, напряжение на входе операционного усилителя 8, к которому подключена обмотка 3 обратной связи уменьшается, стремясь к нулю. Однако, напряжение на выходе данного Операционного усилителя, а следовательно, и на выходе компенсирующего усилителя 6 не уменьшается по амплитуде, поскольку через операционный усилитель 7 оно попадает на второй вход усилителя 8,Наблюдается динамический процесс, когда увеличение напряжения, приложенного к обмотке питания 2 трансформатора 3, уменьшает ошибку преобразования и сигнал на первом входе операционного усилителя 8, Одновременно происходит увеличение напряжения на втором входе данного сумматора на величину уменьшения его на первом входе и результирующий сигнал на выходе компенсирующего усилителя 6 увеличивается на величину падения напряжения на активном сопротивлении обмотки 2 питания, т.е. осуществляется компенсация отмеченного падения, При этом ЗДС обмотки 3 обратной связи и выходных обмоток 1 и 5 становятся равными напряжению источника 9 сигналов и пограшност ь преобразования ликвидйруется. Основная часть мощности, потребляемая нагрузкой, отбирается от источника 9 сигналов, а компенсирующий усилитель 6 отдает в нагрузку только мощность, равную мощности, рассеиваемой на активном сопротивлении обмотки 2 питания, которая значительно меньше мощности, потребляемой нагрузФормула изобретения каз 12175/6 ж 71 ИПИ дписное жгородПроектная, 4 илиал ППП "Патент 5 9001 ,кой,что и позволяет упростить схему компенсирующего усилителя 6 и строить его в виде эмиттерного повторителя на маломощных транзисторах.Обеспечиваемое уменьшение погрев. ности преобразования. быстроизменяющихся сигналов позволяет. использовать предлагаемый преобразователь для передачи импульсов .с крутыми Фронтами и вершиной любой Формы. Снижение вы" 10 ходной.мощности, снимаемой с компен сирующего усилителя 6, повышает общую надежность работы устройства,Изобретение дает возможность создавать высокодобротные индуктивности 15 различного назначения и осуществлять точную бесконтактную передачу электрических сигналов любой Формы с подвижных частей контролируемых вращаю. щихся объектов. 20 Иа гнит оэле кт ронный преобразователь электрических сигналов, содержащий трансформатор,у которого обмот" 25 ки питания и обратной связи подключены к источнику сигналов, компенсирующий усилитель, выход которого связан с 99 6обмоткой питания трансформатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности. преобразователя при одновременном сохраненииустойчивости,в него введены два опе"рзционнцх усилителя, первый из которых выполнен в виде инвертора ивключен на выходе компенсирующегоусилителя, осуществленного неинвертфрующим, а второй выполнен в аидеинвертирующего сумматора и соединенпо входу с выходом первого операционного усилителя и с обмоткой обратноясвязи трансформатора, а по выходу "со входом компенсирующего усилителяпричем все усилители реализованы сединичными коэффициентами усиленияпо напряжению.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРН 161413, кл. 6 01 К 19/20, 1363.2. Гусев 8. Г. Интегральные операционные усилители в цепях индуктив"ных и магниточувствительных преобразователей электрических сигналов. "Известия ВУЗов, Приборостроение",й 12, 1977, с. 17-22 (прототип).