Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков

(511 4 Г ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ сточнико СР 98 СУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Патент ФРГ М 2933321,кл. С 01 П 5/20, 1979.Авторское свидетельство С1150480, кл. С 01 0 5/22,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАПРЯЖЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит дляупрощения преобразователя при сохранении точности преобразования. Преобразователь содержит датчик 1, иник 2 питания, источник 3 опорногонапряжения и формирователь 4 импульса. Введение блока 5 выборки-храненияи выполнение формирователя 4 импульса в виде компаратора 6, элементов И-НЕ 7,9, резисторов 10 и 11 иконденсатора, осуществляющих функциидетектора и компенсатора, позволяетупростить схему преобразователя. Таким образом, снижаются погрешностипреобразования, обусловленные влиянием колебания напряжения источника 2питания при меньших аппаратурных затратах. Это особенно важно в многоканальных системах сбора и обработкиинформации. 2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности кпреобразователям напряжения индукционных и трансформаторных датчиков.Цель изобретения - упрощение преобразователя при сохранении точностипреобразования.На фиг. 1 изображены блок-схемапредлагаемого преобразователя; нафиг, 2 - временная диаграмма работыпреобразователя.Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков содержит датчик 1, источник 2 питания, источник 3 опорного напряжения (ИОН),формирователь 4 импульса и блок 5выборки-хранения (БВХ), причем входпитания датчика 1 подключен к первому выходу источника 2 питания, к второму выходу которого подключен первыйвход формирователя 4 импульса, второй вход которого подключен к выходуИОН 3, а выход соединен с управляющимвходом блока 5 выборки-хранения, второй вход которого подключен к выходудатчика 1, вывод БВХ 5 соединен с выходом устройства,Формирователь 4 импульса содержиткомпаратор 6, три элемента И-НЕ 7 - 9,два резистора 10 и 11 и конденсатор12, причем первый и второй входы формирователя 4 импульса соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора 6, выход которого соединен с первыми входами элементов И-НЕ 7 и 8 и с первымивыводами резисторов 10 и 11, второйвывод резистора 10 соединен с потенциалом +5 В, а второй вывод резистора11 - с вторым входом элемента И-НЕ 7и через конденсатор 12 - с общейшиной, выход элемента И"НЕ 7 соединенс вторым входом элемента И-НЕ 8, выход которого соединен с обоими входами элемента И-НЕ 9, выход которогосоединен с выходом формирователя 4импульса. В качестве первичных преобразователей могут быть использованы индукционные датчики типа ДАТ и ДИТ, вращающиеся трансформаторы типа 45 В, 50 Д, 90 Д и т.д особенностью которых является необходимость применения источника питания. В качестветакого источника используется генератор, вырабатывающий напряжение синусоидальной формы, к которому не предьявляются требования стабильностиамплитуды.Формирователь 4 импульса такжесодержит компаратор, служащий длякомпенсации влияния изменений амплитуды напряжения источника 2 питания,и логическую схему, содержащую трилогических элемента И-НЕ и КС-цепоч ку, выделяющую импульс заданной длительности по переднему фронту импульсов компаратора формирователя 4 импульса. С выхода компаратора поступают импульсы, длительность которых 15 пропорциональна амплитуде напряженияисточника 2 питания в пределах изменения, составляющего, например, + 107от напряжения питания.Блок 5 выборки-хранения представ ляет собой интегральную схему типа1100 СК 2.Измерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков работает следующим образом.25 Напряжение источника 2 питанияпоступает на датчик 1 и на неинвертирующий вход компаратора 6 формирователя 4 импульса, который преобразуетего в прямоугольные импульсы, дли тельность которых пропорциональнаамплитуде питающего напряжения,Пропорциональность осуществляетсяза счет того, что на инвертирующийвход компаратора 6 формирователя 4импульса поступает напряжение Цтакой величины, что работа компаратора 6 происходит на начальном линейном участке синусоидального напряжения П(фиг. 2), угловая частота 40 при этом находится в пределах0 (ы( н/9,где о - угловая частота колебанийнапряжения питания4 Б На этом участке напряжение равноПи.л НпПопгде У, - амплитудное значение напряжения источника питания;опорное напряжение постоянного тока.Таким образом, момент выборки определяется по формулеыьь 6 Поп ВыЛогическая схема, состоящая изтрех элементов И-НЕ 7 - 9 и КС-цепи, формирует импульс определенной длительности по переднему фронту импульсов, идущих с выхода компаратоВведение формирователя 4 импульса и БВХ 5, осуществляющих функции детектора и комленсатора, упрощает схему измерительного преобразователя напряжения индукционных датчиков, Таким образом, предлагаемый преобразователь (ло сравнению с известными) снижает погрешность преобразования,40 453 1370ра 6 формирователя 4 импульса (фиг.2).Эти импульсы управляют работой БВХ 5.Напряжение выхода в таком случаеравно51)ьс быб 111 оо 111 спгде 1 - коэффициент передачи датчика 1;Г - сила давления; 1 О- коэффициент пропорциональности.Таким образом, при правильно выбранной величине опорного напряжения в зависимости от колебаний напряже ния источника питания, можно получить измерительный диапазон, в котором влияние изменений У,на Нисключается.Формирование импульса управления 20 БВХ 5 осуществляется при равенстве напряжений на прямом и инверсном входах компаратора 6.Если, например, амплитуда напряжения питания датчика увеличится, то 25 переключение компаратора произойдет раньше, благодаря чему выходное напряжение БВХ 5 останется неизменным при постоянной силе Р давления. Так как формирование импульса управления щ 0 БВХ 5 происходит только при положительной или только при отрицательной фазе напряжения питания датчика (в зависимости от знака эталонного напряжения), то происходит также и детек 35 тирование выходного напряжения датчика. 4604обусловленную влиянием колебания напряжения источника питания, при меньших аппаратурных затратах, что особенно важно в многоканальных системах сбора и обработки информации.Формула изобретенияИзмерительный преобразователь напряжения индукционных датчиков, содержащий источник питания, датчик, формирователь импульса и источник опорного напряжения, причем первый выход источника питания соединен с входом питания датчика, о т л ич а ю щ и й с я ,тем, что, с целью упрощения преобразователя при сохранении точности преобразования, в него введен блок выборки-хранения, а формирователь импульса содержит компаратор, три элемента И-НЕ, два резистора и конденсатор, причем второй выход источника литания и выход источника опорного напряжения соединены соответственно через первый и второй входы формирователя импульса с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, с шиной питания через первый резистор и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и через конденсатор - с общей шиной, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с обоими входами третьего элемента И-НЕ, выход которого через выход формирователя импульса соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом датчика, а выход - с выходом устройства.1370460Составитель В.Быков Редактор А,Ревин . Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец Заказ 409/39 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4