Устройство для измерения физических величин

2 СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) 111) 114 6 О 1 К 19/ НИЯ " ПИСАНИ ВТОРСНОМУ ОБ ДЕТЕЛЬСТ СССР9.07;80.СР 8.83.ЗИтроль коэффици ва в процессе ррекции.ил. нта п ксплу устроис и его к ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство У 1046697, кл. С 01 К 19/22,2Авторское свидетельство СС В 1150567, кл. 6 01 К 19/22,04.0 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИ ЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН(57) Изобретение может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов и является дополнительным к авт.св. М. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения при длительной эксплуатации устройств.Устройство содержит датчик 1 измеряемой физической величины, опорныйтрансформатор 2, фазочувствительныйвольтметр 3, блок 4 умножения, пусковой 5 и блокирующий 6 узлы, блок7 усиления и выпрямления, выпрямитель 8, интегратор 9, компаратор 10,источник 11 порогового напряжения,мультивибратор 12, формирователь 13импульсов, инвертирующий элемент 14,ключи 15 и 16. Введение переключателя 17, блока 18 коррекции и дополнительной выходной обмотки в опорныйтрансформатор 2 позволяет испольэовать кон е ередачи ЕИзобретение относится к электроиз" мерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов.Целью изобретения является повьиение достоверности результатов измерения при длительной эксплуатации устройства за счет использования контроля коэффициента передачи устройства в процессе эксплуатации и 10 его коррекции.На чертеже изображена блок-схемаустройства.Устройство содержит датчик 1 из 15меряемой физической величины, выполненный,например, в виде линейнога дифференциального трансформатора с подвижным магнитопроводом, механическисвязанным с объектом измерения, опор 20ный трансформатор 2, фазочувствительный вольтметр 3, блок 4 умножения,пусковой 5 и блокирующий 6 узлы,блок 7 усиления и выпрямления,выпрямитель 8, интегратор 9, компаратор10,.источник 11 порогового напряжения, мультивибратор 12, формирователь 13 импульсов, инвертирующийэлемент 14, ключи 15 и 16, переключатель 17 и блок 18 коррекции. Опор 30ный трансформатор 2 имеет входнуюобмотку, подключенную к его входному зажиму 19 две основные и дведополнительные выходные обмотки (непоказаны). Дополнительные выходныеобмотки опорного трансформатора 2включены последовательно-встречнои соединены с ега выходным зажимом20 а основные соединены последовательна - согласно и связаны с выходным зажимом 21 опорного трансформатора 2. Питающий вход датчика 1 измеряемой величины и входной зажим19 опорного трансформатора 2 соединены с выходом источника питающего напряжения (не показан). Выход датчика1 измеряемой величины подключен кодному из входов переключателя 17к другому входу которого подключеныдополнительные выходные обмотки опорного трансформатора 2, связанные сего выходным зажимом 20. Выход переключателя 17 подключен к сигнальному входу фазочувствительного вольтметра 3, к другому входу которогоподключены основные выходные обмотки Ыопорного трансформатора 2,связанныес его выходным зажимом 21, выход фаэочувствительного вольтметра 3 под 462ключен к сигнальному входу блока 4 умножения, коммутирующие входы которого подключены соответственно к входам пускового 5 и блокирующего 6 узлов, а выход к входу блока 7 усиления и выпрямления и одновременно к выходу блока 18 коррекции, вход которого подключен к выходу блока 7 усиления и выпрямления. Вход интегратора 9 через последовательно включенные выпрямитель 8 и ключ 15 соединен с выходным зажимом 21 опорного трансформатора 2, а через ключ 16 с собственным выходом. Один из входов компаратора 10 подключен к выходу интегратора 9, а другой вход к выходу источника 11 порогового напряжения. Сигнальный вход формирователя 13 импульсов соединен с выходом мультивибратора 12, управляющий вход с выходом компаратора 10, а выход подключен к управляющему входу ключа 15 и входу пускового узла 5 непосредственно, а к входу блокирующего узла 6 и к управляющему входу плеча 16 - через инвертирующий элемент 14. В качестве переключателя 17 целесообразно использовать переключатель с контактами, обеспечивающими низкое переходное сопротивление.Блок 18 коррекции может быть выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов,Устройство работает следующим образом.Перед началом измерений переключатель 17 устанавливают в положение "Контроль", в результате чего через переключатель 17 с выходного зажима 20 опорного трансформатора 2 на сигнальный вход фазочувствительного вольтметра 3 подается напряжение с дополнительных выходных обмоток опорного трансформатора 2. Одновременно с выхыдного зажима 21 опорного транс- форматора 2 на второй вход фазочувствительного вольтметра 3 поступает напряжение с основных выходных обмоток опорного трансформатора 2. При этом на выходе фазочувствительного вольтметра 3 формируется сигнал,величина которого зависит от значения напряжения источника питающего напряжения. Этот сигнал с выхода фаэочувствительного вольтметра 3 подается на сигнальный вход блока 4 умножения.Одновременно напряжение с основ3 1255 ных выходных обмоток опорного трансформатора 2 выпрямляется выпрямителем 8 и поступает на ключ 15.Импульсный сигнал, вырабатываемый мультивибратором 12 и дифференцируемый его КС-цепочкой по переднему фронту положительного импульса (отрицательный импульс срезается), запускает формирователь 13 импульсов, который выдает импульс напряжения от рицательной полярности. В результате срабатывает пусковой узел 5 и вводит в работу блок 4 умножения. Кроме того, открывается ключ 15, включая цепь заряда интегратора 9, а ключ 16,вос принимающий импульс с выхода инвертирующего элемента 14, закрывается, отключая цепь разряда интегратора 9. Блокирующий узел 6 устанавливается в нерабочее состояние.При достижении 20 выходным напряжением интегратора 9 уровня порогового напряжения источника 11, изменяет свое состояние компаратор 10 и переводит формирователь 13 в положение, определяющее образова 25 ние на его выходе импульса напряжения положительной полярности. Вследствие этого пусковой узел 5 устанавливается в нерабочее состояние, ключ 15 закрывается, а ключ 16, наоборот, З 0 открывается, вызывая разряд интегратора 9 Блокирующий узел 6 срабатывает и выводит из работы блок 4 умножения. При поступлении очередного импуль са с выхода мультивибратора 12 описанные процессы повторяются, в результате чего на выходе блока 4 умножения формируются импульсы, амплитуда которых пропорциональна напряжению 40 источника питающего напряжения и напряжению дополнительных выходных обмоток опорного трансформатора 2 при укаэанном положении "Контроль" переключателя 17,а длительность - времени 45 заряда интегратора 9.В случае увеличения напряжения источника питающего напряжения увеличивается амплитуда импульсов на выходе блока 4 умножения, но при этом уменьшается их длительность. В случае уменьшения напряжения источника питающего напряжения амплитуда импульсов уменьшается, а длительность увеличивается. В итоге произведение амплитуды на 55 длительность оказывается независимым от величины напряжения источника питающего напряжения и при положе 946 4 нии переключателя 17 "Контроль" сох- раняет постоянное значение. Сигнал с выхода блока 4 умножения поступает на вход блока 7 усиления и выпрямления, который выделяет его среднее значение. Если среднее значению сигнала на выходе блока 7 усиления и выпрямления не соответствует величине напряжения на дополнительных выходных обмотках опорного трансформатора 2, то с помощью блока 18 коррекции восстанавливают заданное значение коэффициента передачи устройства, регулируя коэффициент усиления блока 7 усиления и выпрямления изменением сопротивления переменного резистора блока 18 коррекции. Затем переключатель 17 переключают в положение "Измерение, в результате чего на тот же сигнальный вход фазочувствительного вольтметра 3 через переключатель 17 вместо напряжения дополнительных выходных обмоток опорного трансформатора 2, подается напряжение переменного тока, Формируемое на выходе датчика 1 при воздействии на датчик 1 измеряемой физическо,". величины, и пропорциональное ей по амплитуде.Работа устройства в положении переключателя 17 "Измерение" происходит таким же образом, как и в положении переключателя 17 "Контроль", При этом на выходе блока 7 усиления и выпрямления, являющемся выходом устройства, формируется сигнал, среднее значение которого пропорционально измеряемой физической величине и не зависит от изменений напряжения источника питающего напряжения.В то же время использование контроля коэффициента передачи устройства и его коррекции перед измерениями позволяют своевременно выявить и скомпенсировать отклонения коэффициента. передачи, обусловленные изменением параметров элементов устройства,например, резисторов, конденсаторов в блоке 7 усиления и выпрямления, при длительной эксплуатации и тем самым повысить достоверность результатов измерения Физических величин. Формула изобретения Устройство для измерения Физических величин по авт.св. У 1150567, отличающее с я тем, что, с .3 1255946 Ьцелью повышения достоверности ре- теля, дополнительные выходные обмотэультатов измерения при длительной кн опорного трансформатора присоедиэксплуатации,в него введены блок кор- иены к другому входу переключателя, рекции и переключатель, а опорный выход переключателя соединен с сигтрансформатор снабжен дополнительны-нальным входом фазочувствительного ми выходными обмотками, соединенными вольтметра, вход блока коррекции подпоследовательно - встречно, причем ключен к выходу блока усиления и выход датчика измеряемой величины выпрямления, а его выход подсоедиподключен к одному входу переключа- нен к выходу блока умножения.Составитель С.Вейский Редактор Р.Цицика Техред Л.Сердюкова Корректор Л.ПилипенкоЗаказ 4817/44 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4