Преобразователь перемещение-фаза

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1663397 РЕСПУБЛИ 1)5 О 0187/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретениеизмерительный те ЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕотносится к контрольнохнике и может быть исении обм к источни жения в мотки во 0 п, соотве ющей це тки возбуждеку 15 синусоисекциях 6, 7 буждаются навенно. С по- араллельно При подключ ния (секции 4, 5) дального напря измерительной об пряжвния ОРаб и 0 мощью фазосдвиг(56) Авторское свидетельство СССРМ 1562675, кл. О 01 8 7/00, 1989. Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения перемещения объектов.Цель изобретения - повышение точности путем коррекции фазы опорного сигнала на входе фазометра,На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - векторная диаграмма выходных сигналов; на фиг. 3 и 4 - графические зависимости выходных характеристик, соответственно, чувствительного элемента и преобразователя перемещение - фаза в функции перемещения,Преобразователь перемещение - фаза содержит чувствительный элемент 1, включающий в себя ферромагнитный якорь 2, установленный с воэможностью перемещения, симметрирующую ферромагнитную пластину 3, секции 4, 5 обмотки возбуждения, электрически соединенные последовательно согласно, секции 6, 7 измерительной обмотки, электрически соединенные последовательно встречно, сердечник 8; блок 9 пользовано для измерения перемещения объектов, Цель изобретения - повышение точности за счет коррекции фазы опорного сигнала на входе фазометра. В преобразователь введены фазосдвигающий блок и усилители-ограничители, что дает возможность корректировать смещение нулевого уровня выходной характеристики чувствительного элемента изменением фазы опорного сигнала, которое возникает в процессе изготовления или длительной эксплуатации, а также при воздействии температуры на составные части преобразователя и датчик.1 3, и. ф-лы,4 ил,повышения достоверности измеряемого перемещения, в который входят ключи 10, 11, эталонный фазосдвигающий блок 12, блок 13 управления, шина 14 управления, а также Я генератор 15 синусоидального напряжения, блок 16 коррекции фазы опорного сигнала, усилители-ограничители 17, 18, фазометрюей 19, имеющий в своем составе выходной каскад 20 усиления напряжения постоянного тока, блок 21 регулирования чувствительно- Од сти преобразователя, Параллельно секции 7 (д) измерительной обмотки подключен фазосд- со вигающий элемент 22, в качестве которого свыбран резистор, который в сочетании с индуктивностью измерительной обмотки представляет собой фазовращатель,Преобразователь работает следующим образом.соединенные индуктивность секции 7 измерительной обмотки и элемент 22) фазу синусоидального напряжения Ооп смещают относительно синусоидального напряже- ниЯ Орб на Угол фЬ более 90, но менее 180. Напряжения Ораб и Ооп геометрически суммируют на секциях 6, 7, а результирующий сигнал 0 и опорный сигнал Ооп через ключ 11 и блок 16 коррекции фазы опорного сигнала подают на входы усилителей ограничителей 17, 18 соответственно, с выходов которых сигналы О и Ооп подают соответственно на сигнальные входы Вх.1 и Вх,2 фаэометра 19, регистрирующего разность фаэ ъых между сигналами О и Ооп в виде напряжения постоянного тока Оных.При перемещении контролируемого объекта и связанного с ним якоря 2 в направлении увеличения зазора др обеспечивается модуляция напряжения на обмотках 6, 7 в функции перемещения др,Напряжение Орвб, возбуждаемое в секции 6, уменьшается, а напряжение Ооп, возбуждаемое. в секции 7, возрастает,функция преобразования определяется выражениемживых = ф 1 Щ = где Ъых - фаза результирующего суммарного сигнала О относительно вектора напряжения Ооп,фЪ - угол сдвига фаз между векторами НаПРЯжЕНИй Ораб (Х) И Ооп (Х),При изменении модулированных напРЯжений, Ораб (х) и Ооп(х) на секЦиЯх 6, 7 измерительной обмотки в функции перемещения изменяется величина и фаза суммарного (результирующего) сигнала навеличину( у 1- щ),что поясняет векторная диаграмма выходных сигналов датчика (фиг. 2), на которой напряжения, соответствующие .максимальному зазору дринкс, обозначены штрихом, а без него - напряжения, соответствующие минимальному зазору дракин,При измерении перемещений в рабочем режиме управляющий сигнал на шине 14 отсутствует, на инверсном выходе блока 13 появляется управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 11 и открывает его. С прямого выхода блока 13 сигнал поступает на вход ключа 10 и закрывает его, Суммарное синусоидальное напряжение О с выхода секций 6, 7 измерительной обмотки поступает нэ вход первого усилителя-ограничителя 17, а опорноесинусоидальное напряжение Ооп - через открытый ключ 11 и блок 16 поступает на вход5 усилителя-ограничителя 18,С выходов усилителей-ограничителей17, 18 сигналы О и Ооп поступают на входыфаэометрэ 19, который регистрирует изменение фазы суммарного сигнала в функции10 перемещения рвых= 1(др) на его входах ввиде изменения напряжения постоянноготока в функции перемещения,Повышение точности измерения за счетвведения блока 16 коррекции фазы опорно 15 го напряжения Ооп и блока 21 регулирования чувствительности преобразователяпоясняют фиг, 3 и 4, где сплошными линиями изображена выходная характеристикачувствительного элемента рных= 1(др), сня 20 тая при градуировании датчика в процессеизготовления с регистрацией результатовградуирования на выходе фаэометра 19 ввиде напряжения постоянного тока Овых ==т ( др) и документированием результатов25 градуирования в формуляре датчика.В процессе экСплуатации датчика,вследствие временной нестабильности составных частей чувствительного элементатрансформаторного датчика и от воздейст 30 вия температуры, нулевое значение выходной характеристики чувствительногоэлемента ъых= 1 (др) может смещаться (нафиг, 3 изображена штриховыми линиями)параллельно выходной характеристике сня 35 той при градуировании (изображена на фиг,3 сплошной линией), что приводит к снижению точности измерения перемещений,Для исключения смещения нуля выходной характеристики датчика с помощью бло 40 ка 16, представляющего собойрегулируемый фэзовращатель, плавно смещают фазу опорного сигнала Ооп на входеВх,2 фаэометра 19, относительно которогоизмеряется фаза результирующего О сиг 45 нала, таким образом, что выходная характеристика чувствительного элементаприближается и совпадает с выходной характеристикой, изображенной на фиг. 3сплошной линией,50 В результате коррекции смещения нулявыходной характеристики чувствительногоэлемента исключается и смещение нуля выходной характеристики преобразователя,регистрируемой фаэометром 19,55 Помимо смещения нуля выходной характеристики датчика, вследствие временной нестабильности и дестабильностифакторов (температура и др) составных частей чувствительного элемента 1, блока 9 по 1663397вышения достоверности информации измеряемого перемещения и фаэометра 19 в процессе эксплуатации изменяется чувствительность преобразования датчика (на фиг, 4 выходные характеристики изображены штриховыми линиями), т, е. снижается точность измерения перемещений. Для исключения изменения чувствительности преобразования датчика с помощью блока 21 регулирования чувствительности, включенного между выходом и входом выходного каскада 20 усиления напряжения постоянного тока фазометра, изменяют плавно чувствительность преобразования фазометра 19 перед проведением измерений в процессе эксплуатации с помощью блока 21 исключается возникающее изменение чувствительности датчика, обусловленное воздействием датчика, воздействием дестабилизирующих факторов и временной нестабильностью параметров составных частей преобразователя, т, е, повышается точность измеренияперемещений,Формула изобретения 5 1, Преобразователь перемещения - фаза по авт, св. М 1562675, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок коррекции фазы опорного сигнала и два усилителя-ограничителя, 10 первый крайний вывод измерительной обмотки через первый усилитель-ограничитель подключен к первому сигнальному входу фазометра, выходы эталонного фазосдвигающего блока и первого ключа через 15 последовательно соединенные блок коррекции фазы опорного сигнала и второй усилитель-ограничитель подключены к второму сигнальному входу фаэометра.2, Преобразователь по п, 1, о т л и ч а ю щи йс я тем,что в него введен блок регулировки чувствительности, а выход фазометра через блок регулировки чувствительности подключен к входу управления фазометра.,Товтин аж 388комитета по изобретения Москва, Ж, Раушская н Л Проиэаодственно-издательский кои нат "Патент", г. Ужгоро Гагарина, 10 з 22ВНИИ И Государственного 113035, иснОеоткрытиям при ГКНТ СС4/5