Измерительный преобразователь

Союз Советски кСоцианистичесиизРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДОЕЛЬ СТОУ пи 907448(51)М. Кл С 01 В 17/10 с присоединением заявки М 3 ЪеуАаратнанана камнтат СССР В Аннам наабретеинй н аткрытнй(22) Авторы изобретения С.С.Микаелян, Г.С.Иелконян и Ж,Г.Егиа овательскогоностроения Ереванский фйлиал Всесоюзного научно- института легкого и текстильног аявител) ИЗМЕРИТЕПЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ етект казате Изобретение относится к измерениюнеэлектрических величин электрическими методами и может быть использовано, например, в емкостных измерителях влажности текстильного продукта.Известны измерительные преобразо- ф ватели, основанные на применении мостовых схем переменного тока с индуктивной связью, где используется измерительный трансформатор, в котором1 о две первичные обмотки составляют плечи моста, а во вторичной обмотке индуцируется выходное напряжение мостовой схемы. лНаиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь с индуктивной связью, состоящий иэ генератора синусоидальных колебаний, измерительного моста с индуктивной связью, выход которого соединен с одним иэ входов усилителя, другой вход соединен с общей точкой схемы, а выход усилителя соединен со входом фазочувствительного д ора, выход которого соединен с улем 1 .Недостатком этого измерителя является узкий диапазон измерения контролируемого элемента.Цель изобретения - расширение пределов измерения преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь, содержащий генератор синусоидального напряжения, трансформаторный мост с индуктивной связью между плечевыми обмотками, соединенный с одним из входов усилителя, введен фазосдвигающий элемент, а в качестве усилителя выбран дифференциальный уси литель, первый вход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, второй вход дифференциального усилителя соединен с выходом фазосдвигающего элемента, вход оторого соединен с выходом генератоа синусоидального напряжения.90744На фиг, 1 представлена структурная схема измерительного преобразователя; на Фиг. 2 - кривые напряжений (1 и 2 на входе операционного усилителя, соединенного с выходом моста, 4-опорное напряжение, поступающее на другой вход операционного усилителя); на фиг. 3 - кривые (пунктирные) зависимости амплитуды выходного напряжения операционного усилителя от вели чины емкости датчика (кривые 2 и 3 отличаются друг от друга тем, что в одном случае опорный синусоидальный сигнал находится в Фазе, а в, другом случае - в противофазе по отношению ю 5 к напряжению, поступающему от вторич-ной обмотки трансформатора мостовой схемы).Измерительный преобразователь содержит генератор 1 синусоидального 20 напряжения, измерительный мост 2 переменного тока с индуктивной связью, конденсаторный датчик 3 влажности, фаэосдвигающий элемент 4, и дифференциальный усилитель 5 напряжения. Пе ременный резистор 6 служит для регулировки амплитуды напряжения на вы-. ходе измерительного моста 2.Устройство работает следующим образом. 30Измерительный мост 2 образован из плеч 7, 8(.), 9(с ), 1 О(сп) и 11(С) . Обмотки индуктивностей 1 иимеют противоположные направления и намотаны на общем сердечнике, на котором имеется также вторичная обмотка 12 (1.)В уравновешенном состоянии токи в индуктивностяхи Е по частоте, фазе и величине равны. При этом ввиду противоположных направлений намотки и равенства витковиих действия взаимно компенсируются ивеличина ЭДС в обмотке 12( Э) равнанулю. На инвертирующем входе диффе- френциального усилителя 5 амплитуда сигнала равна нулю, а на неинвертирующий вход поступает синусоидальноенапряжение с фаэосдвигающего элемента 4. Тогда на выходе усилителя 5 ф возникает сигнал, амплитуда которого соответствует величине емкости С.Когда величина С изменилась и1стала равной С , токи в обмотках ине равны. В обмоткеиндукти руется ЭДС, амплитуда которой зависит от степени изменения емкости С, Эта ЭДС поступает на инвертирующий 84вход усилителя 5. Величина сигнала на выходе усилителя 5 в каждый момент соответствует алгебраической сумме сигналов на инвертирующем и неинвертирующем входах дифференциального усилителя 5. Поскольку опорный сигнал имеет постоянную амплитуду, которая всегда больше амплитуды на выходе измерительного моста, одинаковую с нею частоту и фазу, на выходе усилителя всегда имеется сигнал переменного тока, наименьшее значение которого соответствует наибольшему сигналу моста, когда его фаза совпадает с фазой опорного сигнала, Амплитуда на выходе усилителя 5 будет наибольшей при наибольшем значениисигнала на выходе моста, когда он впротивофазе с опорным сигналом.Все промежуточные значения выход-,ного сигнала линейно зависят от величины С , включая момент, когдамост находится в равновесном состоянии,Работу измерительного преобразова.теля можно представить уравнением:еык=ЕЬых пыС = К(Еоп+Ем)1 пй,где еыи Е - мгновенное и амплитудное значения напряжения на выходе преобразователя;К - коэффициент передачи усилителя;и - коэффициент, пропорциональный изменению С , изменяющийся в пределах -14. Ь 4 1;Е - амплитуда сигнала на выходемоста;ю - угловая частота напряжениягенератора;Е - амплитуда опорного напряжения имеющего частоту д исдвиг фаз с напряжением генератора Х .в . О,Х.Из Формулы видно, что при условии Е ОяЕм, амплитуда выходного нап, ряжения преобразователя в процессеизменения величины И (пропорциональной С ) не проходит через нулевое значение, т.е. сигнал е не измебьат няется по фазе.Данное устройство позволяет расширить диапазон измерения емкости конденсаторов путем использования общих наклонных частей рабочей характеристики моста.5 907448 6Формула изобретения торого соединен с пЕрвым выводом вторичной обмотки трансформатора, втоИзмерительный преобразователь,рой вход дифференциального усилителя, содержащий генератор синусоидально- соединен с выходом фазосдвигающего го напряжения, трансформаторный мост з элемента, вход которого соединен с с индуктивной связью между плечевы- выходом генератора синусоидального ми обмотками, соединенный с одним напряжения.из входов усилителя, о т л и ч а и- Источники информации, щ и й с я тем, что, с целью расаи- принятые во внимание при экспертизе рения пределов измерения, в него ввеОден фазосдвигающий элемент, а в ка. Быстродействующие электронные честве усилителя выбран дифферен- компенсационно"мостовые приборы. И., , циальный усилитель, первый вход ко- "Энергия", 1970, с, 116 (прототип).. Редактор Р.Цицика Техред И.Надь ароши ек 53 Тираж 719 . Подп НИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, 3-35, Рауаская наб.