Автогенераторный дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 1 1 и 1 139 4 С 01 В 7/00 НЫЙ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ жет юл уф 19 й политехнич ,Куйбышева й 2,6(088.8)идетельство СССР0 1 В 7/00, 1982.етельство СССР01 В 7/00 р 1983.етельство СССР1 В 7/00, 1978. ы сти(57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и м использоваться в машиностроении и приборостроенииЦель изобретени повышение температурной стабильно выходных параметров автогенератор го преобразователя перемещений, к рая достигается благодаря стабили зации эмиттерных токов транзистор преобразователя. Преобразователь, имеющий четыре последовательные ц пи 4-7, состоящие каждая из реэис ра, транзистора и стабилитрона, с жен четырьмя усилителями 22-25, к торые более чем на порядок уменьш влияние температуры окружающей ср на вьгюдной параметр, являющийся функцией перемещения подвижной ча магнитопровода 26, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может бытьиспользовано в приборостроительнойпромышленности,Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходных параметров автогенераторногопреобразователя перемещений, помехоустойчивости и улучшение условий возбуждения благодаря стабилизацииэмиттерных токов транзисторов путемвведения в схему четырех операционныхусилителей,На чертеже изображена принципиаль ная схема преобразователя,Схема содержит дифференциальныйтрансформатор 1, детектор 2 с фильтром, подключенный к выводам измерительной обмотки диФференциального 20трансформатора 1, блок 3 питания, выполченный из двух последовательносоединенных источников постоянногонапряжения, четыре последовательныецепи 4"7, соединенные попарно паралдельно. Первая последовательная цепь4 состоит из резистора 8, эмиттерколлекторного перехода транзистора9 прямой проводимости и стабилитрона10, зашунтированного резистором 11, 30вторая последовательная цепь 5 - изстабилитрона 12, коллектор-эмиттерного перехода транзистора 13 обратнойпроводимости и резистора 14. Резистор8 первой и анод стабилитрона 12 второй последовательных цепей соединеныи подключены к средней клемме блока3 питания, Катод стабилитрона 10 первой и резистор 14 второй последовательных цепей подключены к отрицательной клемме блока 3 питания.Третья последовательная цепь б состоит из стабилитрона 15, коллекторзмиттерного .перехода транзистора 16прямой проводимости и резистора 17,четвертая последовательная цепь 7из резистора 18, эмиттер-коллекторного перехода транзистора 19 обратной проводимости и стабилитрона 20,зашунтированного резистором 2 1. Катод стабилитрона 15 и резистор 18соединены и подключены к среднейклемме блока 3 питания,Анод стабилитрона 20 и резистор 17также соединены и подключены к плюсовой клемме источника 3 питания.Соединены и коллекторы транзисторов13 и 16. Обмотка возбуждения дифференциального трансформатора 1 включена между средней клеммой блока 3 питания и коллекторами транзисторов 13 и 16, Операционные усилители 22-25 соединены своими выходами с базами транзисторов 9,13, 16 и 19 соответственно. Инвертирующие входы операционных усилителей 22-25 соединены с эмиттерами транзисторов 9, 13, 16 и 19 соответственно. Неинвертирующие входы операционных усилителей 22 и 25 соединены и подключены к коллекторам транзисторов 13 и 16. Неинвертирующие входы операционных усилителей 23 и 24 подключены к коллекторам транзисторов 9 и 19 соотве твенно. Положительные выводы пит= ,я операционных усилителей 22 и 23 соединены с отрицательными вывод. и питания операционных усилителей 24 и 25 и подключены к средней клемме блока 3 питания, Отрицательные выводы питания операционных усилителей 22 и 23 подключены к минусовой клемме блока 3 питания. Положительные выводы питания операционных усилителей 24 и 25 соединены с положительной клеммой блока 3 питания. Дифференциальный трансформатор 1 имеет подвижную часть магнитопровода 26.Преобразователь работает следующим образом.При подключении питания в силу несимметрии пусть начальный ток коллектора транзистора 13 больше коллекторного тока транзистора 16, тогда ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения дифференциального трансформатора, приложенная к входу операционного усилителя 22, увеличивает ток коллектора транзистора 9, этот ток, проходя через резистор 11, попадает на вход операционного усилителя 23 и еще больше увеличивает ток коллектора транзистора 13 (кольцо замкнулось, положительная обратная связь) . Процесс лавинообразного нарастания тока коллекторов транзисторов 9 и 13 заканчивается в момент "пробоя" стабилитронов 10 и 12, В этот момент положительная обратная связь переходит в отрицательную и стаоилизирует напряжение на стабилитронах 10 и 12 и токи через них. Причем осуществляется принцип кольцевой стабилизации, а именно: чем стабильнее напряжение на стабилитроне 12 тем стабильнее ток через стабилитрон 10, тем стабильнее напряжение на нем и стабиль13906 15 30 35 40 45 50 55 нее ток через стабилитрон 12, а чем стабильнее ток через него, тем стабильнее напряжение на нем (кольцо замкнулось) .сСледовательно, в.момент подключения источника питания к устройству ток через стабилитрон 12 устанавливается скачком до стабильной величины, определяемой параметрами стабилитрона 1 О и резистора 14, Далее этот ток начинает убывать, а через обмотку возбуждения дифференциального трансформатора 1 нарастать. В момент времени, когда ток через обмотку дифференциального трансформатора 1 становится равным току коллектора транзистора 13, стабилитрон 12 закрывается, что приводит к инверсии ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения дифференциального трансформатора 1, а это,в свою очередь, закрывает транзисторы 9 и 13 и открывает транзисторы 16 и 19, и процесс перераспределения тока коллектора транзистора 16 междустабилитроном 15 и обмоткой возбуждения дифференциального трансформатора 1 повторяется. Таким образом, кобмотке дифференциального трансформатора приложено напряжение прямоугольной формы стабильной амплитудыи частоты. Причем стабильность амплитуды и частоты сохраняется в широком интервале температур окружающейсреды, так как операционные усилители поддерживают токи транзисторов всоответствии с величиной напряжений стабилитронов. Наряду с температурнойстабильностью достигается и помехоустойчивость, и улучшаются условияблагодаря оригинальному включениюусилителей. Формула из обретения Автогенераторный дифференциально- трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий дифференциальный трансформатор с подвижной частью магнитопровода, детектор с Фильтром, подключенный к выводам измерительной обмотки дифференциального трансформатора, блок питания, выполненный из двух последовательно соединенных источников постоянного напряжения, четыре последовательные цепи, соединенные. попарно параллельно, первая последовательная цепь состоит из резистора, эмиттер-коллекторного перехода транзистора прямой проводимостии стабилитрона, шунтированного резистором, вторая последовательнаяцель - из стабилитротта, коллекторэмиттерного перехода транзистора обратной проводимости и резистора,резистор первой и анод стабилитронавторой последовательных цепей соединены и подключены к средней клеммеблока питания, катод стабилитронапервой и резистор второй последовательных цепей подключены к минусовойклемме блока питания, третья последовательная цепь состоит из стабилитрона, коллектор-эмиттерного перехода транзистора прямой проводимости и резистора, четвертая последовательная цепь - из резистора,эмиттер-коллекторного перехода транзистора обратной проводимости и стабилитрона, шунтированного резистором,анод стабилитрона четвертой и резистор третьей последовательных цепейсоединены и подключены к плюсовойклемме блока питания, резистор четвертой и катод третьей последовательных цепей соединены и подключены ксредней клемме блока питания, коллекторы транзисторов второй и третьейпоследоват"льных цепей соединены между собой, обмотка возбуждения дифференциального трансформатора включена между средней клеммой блока питания и коллекторами транзистороввторой и третьей последовательныхцепей, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения температурнойстабильности выходных параметров,помехоустойчивости и улучшения условий возбуждения, в него введены четыре операционных усилителя, выходкаждого из которых соединен с собственным инвертирующим входом черезбаза-эмиттерный переход транзисторасоответствующей последовательной цепи, неинвертирующие входы операционных усилителей первой и четвертойпоследовательных цепей соединены и подключены к коллекторам транзисторов второй и третьей последовательных цепей, неинвертирующие входы операционных усилителей второй и третьей последовательных цепей подключены соответственно к коллекторам транзисторов первой и четвертой последовательных цепей, положительные выводы питания операттттоттных усилителей третьей и четвертой последо -1397706тельных цепей подключены к минусовойклемме блока питания, остальные выводы питания операционных усилителей подключены к средней клемме блока питания,вательных цепей подключены к плюсовой клемме блока питания, отрицательные выводы питания операционных усилителей первой и второй последова 5 Составитель К,ТавлиновТехред Л.Олийнык Корректор И.МУска Редактор И.Николайчук Заказ 2597/37 Тираж 68 О Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4