313208

3 3208 Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 31,111.1970 ( 1425019/18-24)с присоединением заявкиПриоритет МПК б 061 3/00 Н 031( 7/08Комитет по деламизобретений и открыти при Совете влинистрое СССРУДК 681.325(088 1. Бюллетень2 публиковано 31, к 111.1 ата опубликования описания 26.Х 1.197 Авторыизобретения А. Смирно Кушко, Ю. И, Николаев, А. И, Кочнев и А. С. Лесных явитель РАЗО ВАТЕЛЬ с НАП РЯЖЕН И Е - ЧАСТОТА ванию тового зовано й терротив напряИзвестен преобразователь, в котором ное напряжение уравновешивается посто составляющей импульсного напряжен стабильной вольтсекундной площадью им са, и в качестве входного элемента нуль на используется магнитный модулятор, чем обмотка управления последнего вкл последовательно с дросселем в цепи ис ков входного и компенсирующего нап ния. входяннои 10 ия со пуль- -орга- приючена 15 точни- ряжеВ диапазоне преобразования от 0 до Уи от источника входного напряжения У потреб. ляется ток 1 с, постоянная составляющая коток 7 э / ф вхрого 1 сп =- 0,5, а входное содр 1 кпротивление,преобразователя по постоянному 25 току Яравно 1.лр 1 в. Здесь 1,лр - индуктивность дросселя, 1 Т, - частота и период эталонного генератора. Конечное значение входного сопротивления Р имеет следствием зависимость характеристики преобразования от З 0 Йзобретение относится к преобраз постоянного напряжения милливол уровня в частоту и может быть исполь при измерении и регистрации показан мопар, тензодатчиков термометров со ленин и других низкоомных источников жения,внутреннего сопротивления источника сигнал ЙгПовышение Рвк при повышении 1 е ограничено инерционностью сердечников модулятора. Увеличение 1 р возможно или за счет увеличения размеров и веса дросселя или увеличения активного сопротивления дросселя Ядр. Последнее ухудшает стабильность нуля преобразователя. Кроме того, при увеличении 1,лр уменьшается переменная составляющая тока 1 вследствие чего изменения амплитуды выходных импульсов модулятора становятся соизмеримыми с шумами модулятора, что ухудшает структуру выходного сигнала преобразователя.Цель изобретения - повышение точности преобразования, путем повышения входного сопротивления преобразователя. Эта цель достигается заведением в дополнительную компенсационную обмотку магнитного модулятора тока 1,создающего магнитодвижущую силу (м. д. с.), эквивалентную м. д. с., создаваемой постоянной составляющей тока 1 при разорванной цепи компенсации. Этим обеспечивается протекание через источник входного сигнала только переменной составляющей тока 1 сДля преобразования тока 1 к в преобразователь вводится схема, содержащая обмотку компенсации магнитного модулятора, фильтрВнутреннееравно 10 17 Т16 + 17 при открытом ключе 4,низкой частоты и делитель напряженияпричем один конец обмотки компенсации подключен к выходу фильтра низкой частоты, а другой конец через резистор соединен с выходом делителя напряжения.На фиг, 1 показана блок-схема преобразователя, на фиг. 2 и 3 - эпюры напряжений и токов в характерных точках схсмы преобразователя, где 1 - источник входного сигнала, 2 - магнитный модулятор, 3 - дроссель, 4, 5 - ключи, б, 7 - делитель напряжения на резисторах, 8 - триггер, 9, 10 - схемы совпадения, 11 - триггер, 12 - эталонный генератор, 13 - усилитель низкой частоты (УНЧ), 14 - амплитудный детектор, 15 - усилитель постоянного тока (УПТ), 16, 17 - делитель напряжения на резисторах, 18 - фильтр низкой частоты, состоящий из резистора и конденсатора, 19 - компенсационный резистор.Делитель напряжения б, 7, источник эталонного напряжения 20, ключи 4 и 5, триггер 8, схемы совпадения 9 и 10 и эталонный генератор 12 образуют источник компенсирующего напряжения,При разорванной цепи компенсации преобразователь работает следующим образом. Напряжение источника входного сигнала (1,.; уравновешивается импульсным напряжением в общей точке делителя напряжения 6, 7, на который в зависимости от состояния транзисторных ключей 4 и 5 подается напряжение Еэ (открыт ключ 4) или О (открыт ключ 5),Выходные импульсы с обмотки 21 двухсердечникового магнитного модулятора 2 с переменным возбуждением, обмотка управления которого 22 включена последовательно с дросселем 3 в цепь источников входного и компенсирующего напряженич, усиливаются усилителем низкой частоты 13 и с двух его симметричных противофазных выходов подаются на амплитудный детектор 14 и на вход балансного УПТ 15. На второй вход последнего подается выходное напряжение амплитудного детектора 14.Балансный УПТ 15 устанавливает в состояние 1 триггер 11 при токе обмотки управления 1, =1 сТриггер 11 выполняет функции пороговой схемы с двумя устойчивыми состояниями. Он управляет прохождением через схемы совпадения 9 и 10 импульсов серии , эталонного генератора 12 для установки триггера 8 в состояние 1 или 0. Импульсы эталонного генератора 12, воздействующие на схемы совпадения 9 и 10, сдвинуты относительно положительного фронта возбуждающего напряжения подаваемого от эталонного генератора 12 на магнитный модулятор 2, на величинунесколько большую времени перемагничивания сердечников модулятора 2.Установка триггера 11 в 0 осуществляется отрицательным фронтом возбуждающего напряжения э 5 10 15 го г 5 ЗО 35 40 45 50 55 бО 65 Выходные импульсы модулятора 2, амплитуда которых является функцией тока обмогки управления, появляются в момент окончания перемагничивания сердечников модулятора.Модулятор 2, усилитель низкой частоты 13, амплитудный детектор 14, усилитель постоянного тока 15 и триггер 11 совместно выполняют функции нуль-органа, дающего информацию о полярности тока 1 с в каждом периоде возбуждающего напряжения.Назначение амплитудного детектора 14 состоит в том, чтобы запомнить амплитуду импульсов, возникающих при одной полуволне возбуждающего напряжения, чтобы затем с помощью балансного УПТ 15 сравнить ее с амплитудой импульсов модулятора 2, возникавших при другой полуволне возбуждающего напряжения. Это сделано потому, что при изменении внешних условий (например, температуры) разность амплитуд остается почти неизменной, хотя сами амплитуды выходных импульсов модулятора меняются в широких пределах.В положении 1 триггера 8 открывается ключ 4, в положении 0 ключ 4 закрывается, а открывается ключ 5.Преобразователь с разомкнутой цепью компенсации можно рассматривать как систему, стремящуюся поддерживать нулевые значения тока 1, в цепи сигнального контура, образованного источником входного сигнала, обмоткой управления 22 модулятора 2, дросселем 3 и источником компенсирующего напряжения, Последний может быть представлен как источник импульсов длительностью Т, и ампли- тудой ф,Ек - Еэ16 Г 17сопротивление источника Л,Постоянная времени сигнального контура-.,Т,. При этом Е,р 1.дрс - р+р +р + р,где Я; - сопротивление источника входного сигнала 1, Рр - активное сопротивление дросселя 3, Ер - индуктивность дросселя 3, Р - активное сопротивление обмотки модулятора, % - суммарное активное сопротивление сигнального контура.В цепи сигнального контура суммарная э. д.с. может принимать два значения У, когда открыт ключ 5, и /вс - У когда о гкрыт ключ 4, Под действием этих э. д. с. в цепи сигнального контура происходит линейное изменение тока 1, со скоростью У,.1. при ог1 вхк крытом ключе 5 и со скоростьюЬПри У,=ЬЬ, работа преобразователя происходит следующим образом. с 1 с Пусть к моменту 1 с 1 с 0; -- О Н Триггер 8 находится в состоянии О, ключ 5 открыт, кл 1 оч 4 закрыт, триггер 11 установлен в состояние О, начинается процесс перемагничивания сердечников модулятора положительнои полуволной возбуждающего напря- жЕПИЯ ЧаетОтЫ 1 в 1 фИГ, 21.В момент 1=11 усиленный импсльс модулятора 2 постпает на баланснь 1 й УПТ 15; последний станавливает триггер 11 в состояние 1. В момент 1=1. импульс эталонного генератора 12 постмпает на схемь 1 9 ц 10, при этом выходной импульс имеется только на выходе схемы 9 и устанавливает триггер 8 в состояние 1, что вызывает открывание ключа 4. Начиная с этого момента1. с.т - У,И ЕЗа время с 1; до 17, т. е, до того момента,когда может появиться импульс со схем 9 и10, приращение тока 1 с составляетТвВ момент б 1=0, далее 1 с)0.В момент 1=-1 с триггер 11 устанавливается в состояние О.В момент 1=1; усиленный вь 1 ходной импульс модулятора 2 заряжает емкость амплитудного детектора 14 до потенциала, равного амплитуде импульса УНЧ 13, возника 1 ошего при перемагничивании сердечников отрицательной полуволной возбуждающего напряжения.В момент 1=1 вновь начинается перемагничивание сердечников модулятора 2 положительной полуволной, но по".кольк 1 с)0, трцггер 11 останется в состоянии О; в момент 1=Ь появляется импульс на выходе схемы 10 и устанавливает триггер 8 в состояние 1. При этом открывается ключ 4 и суммарчая э. д, с, в цепи сигнального контура становится1 1 с равной У,. Начиная с этого моментаНв (О, иток 1, начинает уменьшаться по лиУ,нейному закону со скоростью, в четыре раза меньшей скорости нарастания, поэтому в моменты вРемени 1 я, 19, 11 о ток 1 с)0, и импУльсы с выхода схемы 10 подтверждают состояние О триггера 8. Б момечт 1=11, 1, переходит. ИМЮсЛЬСОМ СО СХЕМЬ 1 9,Начиная с момента 1=11 з цикл повторяется,начиная с 1=1., так как суммарное измене 10 цие тока 1, за время между моментами 1 з и р авно нулю. Де 11 ствцтельно:154 "Т" "Т --- " " Т+в 1 в в+4- Т, - О.20 Б качестве выходных импульсов преобразователя можно использовать импульсы схемы совпадения 8,ТаКИХ 1 ОбраЗОМ, ДЛЯ Сс.с= /5 Ь:., Ь= /5 э.25 В общем виде связь между Уи , имеегвид: 1,=с , в предположении, что - -+О.тс. э У,. ссНапряжения и тОки В характерных точках З 0 схемы с замкнутой цепью компенсации пока.заны на фцг. 3.Предмет изобретенияЗ 5 Преобразователь напряжение - частота,содержа 1 ццц магнцтпыц модулятор, обмотка управления которого соединена последовательно с входньми клеммами преобразователя, дросселем и источником компенсирующих 40 импульсов стабильной вольтсекундной пло 1 цади, а выходная обмотка подключена ко входу "силителя низкой частоты, Один ВыхОд кОтО- рого соединен со входом амплитудного детектора, выходом соединенного со входом усили теля постоянного тока, другой выход усилителя низкой частоты подключен ко второму входу усилителя постоянного тока, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он содержит обмоткукомпенса ццц магнитного модулятора, фильтр низкойчастоты и делитель напряжения; Один конец обмотки компенсации подключен к выходу фильтра низкой частоты, а другой конец через резистор соединен с выходом делителя напря жения.Составитель Е. А. СеменовРедактор И, А. Орлова Техред А, А. Камышиикова Корректор 3. И. ТарасоваЗаказ 3327/19 Изд.1311 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2