Устройство для измерения расхода

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 12 00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НТ К(54) ХОД РЕНИЯ Р РОЙСТВО ДЛЯ л. В 5 ое конструкто научного приб ого объедине ский политехн ского Комсомо Я.И,Мацелюх, А прио для ехнолороения ьвовпско-т орост ния "Л ически чика мери- очноенты соотщие мпа,Ментю ое обьединениерительные прибное изд., 1989, с. стве из оры 272).(Кобзев В.В идр. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования выходного сигнала дифференциально-трансформаторного датчика дифманометра-расходомера в выходной унифицированный сигнал для измерения, контроля и управления.Известно устройство для измерения расхода, содержащее дифференциальный трансформатор, усилитель, реверсивный двигатель, вал которого через профилированный кулачок связан с плунжером диффе ренциального трансформатора.Однако такое устройство имеет невысокую точность измерения при питании датчи- ка синусоидальным напряжением из-за сильного влияния потерь в плунжере и фазовых сдвигов.Известно также устройство для измерения расхода. содержащее дифференциально-трансформаторный датчик, источник тока питания первичной обмотки датчика, генератор преобразования амплитуды сину.Я 2 1794242 А(57) Изобретение относится к области боростроения и может быть применен преобразования выходного сигнала ди ренциально-трансформаторного дат расходомера в унифицированный иэ тельный сигнал. С целью повышения т сти измерения, в него введены элемактивного фильтра низкой частоты иветствующие переключатели, управляювходы которых соединены с выходом коратора, 1 ил. соидального напряжения в про рц нальный сигнал;Такое устройство обеспечивает линейную зависимость выходного сигнала от измеряемого параметра благодаря возможности функционального преобразования сигнала, но при этом значительно снижает точность измерения при питании первичной обмотки датчика синусоидальным напряжением высокой частоты,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является устройство, содержащее источник опорного напряжения, генератор тока треугольной формы питания первичной обмотки, включающий.модулятор, интегратор и преобразователь напряжения в ток, вторичная обмотка которого подключена к преобразователю амплитуды прямоугольных импульсое в постоянное напряжение, включающий усилитель переменного тока, синхронныдетектор и устройство управления.Отсутствие функционального преобразования сигнала в данном устройстве непозволяет получить высокую точность измерения при обеспечении линейной зависимости выходного сигнала от измеряемогофизического параметра.В основу изобретения положена задачаповышения точности измерения.Предложенное устройство повышаетточность измерения при одновременномобеспечении линейной зависимости выходного сигнала от измеряемого параметравследствие того, что точность измерения зависит только от стабильности параметровкомпаратора,При поступлении сигнала, которыйсвязан с измеряемым параметром квадратичной зависимостью на неинвертирующий вход компаратора, последнийвырабатывает прямоугольные импульсы. управления переключающимися ключамитакой относительной длительности, чтобысреднее значение напряжения на выходевторого фильтра низкой частоты, которыйпоступает на неинвертирующий вход компаратора, было равно входному сигналу.При одинаковых параметрах обоихфильтров низкой частоты выходной сигналпервого фильтра будет линейно зависеть отизмеряемого параметра,При этом точность измерения параметра будет определяться только стабильностью параметров компаратора.Поставленная задача решается тем,что в известное устройство для измерениярасхода, содержащее источник опорногонапряжения, соединенный через последовательно соединенные генератор тока, диф. ференциально-трансформаторный датчик свходОм преобразователя амплитуды прямоугольных импульсов в напряжение, управляющий вход которого соединен с первымвыходом блока управления, второй выходкоторого соединен с управляющим входомгенератора тока треугольной формы, согласно изобретению введены двэ переключающихся бесконтактных ключа, дваактивных фильтра низкой частоты и компэратор, неинвертирующий вход которого соединен с выходом преобразователяамплитуды прямоугольных импульсов в напряжение, инвертирующий вход через последовательно соединенные первыйпереключающийся бесконтактный ключ,первый активный фильтр низкой частоты,второй переключающийся бесконтактныйключ и второй. активный фильтр низкой частоты соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с управляющимигде А - коэффициент пропорциональности,50 определяемый пассивными параметрамигенератора 2 тока треугольной формы;О - выходное напряжение источникаОпорногО напряжения 1;М - измеряемая величина взаимной ин 55 дуктивности.Измеряемый расход Х связан с величиной взаимной индуктивности соотношениемМ В Х,(2) входами первого и второго переключэющихся бесконтактных ключей,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.5 Устройство для измерения расхода содержит источник опорного напряжения 1,соединенный последовательно через генератор тока треугольной формы 2 и дифференциально-трансформаторный датчик 3 с10 входом преобразователя амплитуды прямоугольных импульсов в напряжение 4. Управляющий вход преобразователя амплитудыпрямоугольных импульсов В напряжение 4соединен с первым выходом блока упрэвле 15 ния 5, второй выход которого соединен суправляющим входом генератора тока треугольной формы 2.8 устройство для измерения расходадополнительно введены два переключаю 20 щихся бесконтактных ключа 6 и 8, два. активных фильтра низкой частоты 7 и 9 икомпаратор 10. Неинвертирующий входкомпаратора 10 соединен с выходом преобразователя амплитуды прямоугольных им 25 пульсов в напряжение 4. Инвертирующийвход компаратора 10 соединен с выходомисточника опорного напряжения 1 черезпервый переключающийся бесконтактныйключ 6, первый активный фильтр низкой ча 30 стоты 7, второй переключэющийся бесконтактный ключ 8, второй активный фильтрнизкой частоты 9. Выход компаратора 10соединен с управляющими входами первого переключающегося бесконтактного35 ключа 8.Устройство работает следующим способом.Первичная обмотка дифференциальнотрэнсформаторного датчика 3 питается током40 треугольной формы со стабилизированнойскоростью нарастания (спэда), вырабатываемого генератором 2 тока треугольной формы. Выходное напряжение датчика 3,снимаемое с его вторичной обмотки, имеет45 форму прямоугольных импульсов с амплитудойОза = А 01 М, . (1)1794242 35 где В - коэффициент пропорциональности,Выходное напряжение преобразователя амплитуды прямоугольных импульсов в напряжение 4 с учетом (1) и (2) равно 04 = код О 1 о х, (3) где К 4 - коэффициент передачи преобразователя 4.Напряжение 04 поступает на неинвертирующий вход компаратора 10, на инвертирующий вход которого поступает сигнал с выхода канала обратной связи, образованного последовательно соединенными источником опорного напряжения 1, первым переключающимся бесконтактным ключом 6, первым фильтром низкой частоты 7, вторым переключающимся бесконтактным ключом 8 и вторым фильтром низкой частоты 9. Канал обратной связи с компаратором 10 образует автогенераторный широтноимпульсный преобразователь. Частота генерации определяется параметрами фильтров низкой частоты 7 и 9, а относительная длительность прямоугольных импульсов на выходе компаратора 10 О зависит от величины напряжения 04.Выходное напряжение канала обратной связи равно; Од=01 К 7 Кд 9, (4) где К 7, Кд - коэффициенты передачи активных фильтров низкой частоты 7 и 9; ф о р мул а изобретения Устройство для измерения расхода, содержащее источник опорного напряжения, соединенный через последовательно соединенные генератор тока треугольной формы, дифференциально-трансформаторный датчик с входом преобразователя амплитуды прямоугольных импульсов в напряжение, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом генератора тока треугольной формы, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него ввеОд - выходное напряжение фильтра 9.В установившемся режиме компаратор10 с точностью до напряжения статизма поддерживает равенство напряжений на 5 его входах 04= Од(5) Из равенства (5) и с учетом (3) и (4) сле 10 дует, что О= х . (6)КтКд(Выходное напряжение устройства, снимаемое с выхода первого фильтра низкой частоты 7 равно 07=01 К 7О (7) а с учетом выражения (6) окончательно примет вид,.,1-дн, пцИз выражения (8) следует, что выходной сигнал устройства линейно связан с измеряемым параметром.Устройство для измерения расхода имеет улучшенные эксплуатационные характеристики за счет упрощения наладки при изготовлении прибора и высокие экономические показатели за счет более точного учета контролируемого параметра,40 дены два переключающихся бесконтактных ключа, два активных фильтра низкой частоты и компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с выходом преобразователя амплитуды прямоугольных импульсов в45. напряжение, инвертирующий вход через последовательно соединенные первый пе. реключаащийся бескойтактный ключ, первый активнцй фильтр низкой частоты, второй переключающийся бесконтактный50 ключ и второй активный фильтр низкой частоты соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с управляющими входами первого и второго переключающихся бесконтактных ключей,551794242 Составитель В.ГрийецТехред М.Моргентал Корректор А,Мотыль едактор С.Кулак зводственно-издательский комбинат "Патент город, ул,Гагарина, 1 Заказ 532 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5