Патент ссср 400807

 

О П, C,,ÀН-И- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

400807

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 01f 15/06

G 0lr 25/00

Заявлено 20Х.1965 (¹ 1009785/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.X.1973. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 5.11.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 621.317.77:681. .121.8(088.8) Автор изобретения

Н. И. Бражников

Конструкторское бюро «Цветметавтоматика»

Заявитель

ФАЗОМЕХР Ул ЬТРАЗВУКОВО ГО РАСХОДОМЕРА

В известных фазометрах ультразвуковых расходомеров для исключения зависимости показаний от амплитуды измерений высокочастотные напряжения принятых сигналов перед подачей их на фазовый детектор стабилизируется по амплитуде .посредством диодных, стабилитронных, транзисторных и ламповых ограничителей.

Динамический диапазон таких схем стабилизации недостаточен для промышленных условий функционирования .расходомера; значительны так же фазовые сдвиги, вносимые ограничителями, что вызывает погрешности вследствие нарушения фазовой симметрии каналов фазометра.

Предлагаемый фазометр позволяет расширить динамический диапазон амплитудных колебаний принятых сигналов путем регулировки усиления входных каскадов системой АРУ, выполненной по диодно-транзисторной схеме сравнения выходного высокочастотного напряжения каналов фазометра со стабильным опорным напряжением постоянного тока.

С целью повышения фазовой стабильности каналов фазометра и повышения чувствительности АРУ, узел подачи высокочастотного напряжения выполнен в виде повышающей обмотки, трансформаторно связанной с катушкой индуктивности выходного нагрузочного контура канала приемного усилителя, а выход транзисторного усилительного ключа подключен к входному каскаду канала приемного усилителя.

Кроме того, для повышения стабильности

5 АРУ и точности фазометра, база транзисторного ключа подключена к емкостному фильтру, коллектор заземлен, а между эмиттером и коллектором вк,почсно сопротивление смещения утечки входного каскада канала уси10 лителя.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого фазометра ультразвуковых расходомеров; на фиг. 2 — функциональная схема одного из каналов приемного усилителя с узлом

13 АРУ фазо»erpa ультразвуковых расходомеров.

Фазометр состоит пз двух каналов У и У приемного усилителя, двух узлов автоматической регулировки усиления АРУ, фазового де20 тектора (ФД) и регистрирующего самопишущего прибора (РП).

Разность фаз входных напряжений U((p+V) и U(q>+U) сигналов, прошедших по потоку и против него, пропорциональная измеряемому

25 расходу, измеряется фазовым детектором (ФД) и регистрируется самописцем (РП).

Каждый из каналов приемного усилителя снабжен отдельным узлом АРУ, регулирующим коэффициент усиления канала в зависи30 мости от амплитуды, напряжения сигнала. При

400807 этом коэффициент усиления должен автоматически регулироваться в несколько десятков раз.

В канал усилителя с узлом АРУ входят: входной каскад ВК с источником Е„начального отрицательного смещения, выходной касказ ОК .с нагрузочным высокочастотным трансформатором Тр, источник Е, опорного напряжения, диодно-транзисторная схема сравнения выходного напряжения с опорным напряже- 10 нием.

Для повышения стабильности,и предотвращения самовозбуждения усилитель на транзисторе ПП1, входящий в эту схему, гальванически связан по коллектору с управляющей 15 сеткой входного каскада ВК.

Утечкой входного каскада ВК является последовательно соединенные сопротивления R>

Rz, на которые через конденсатор С1 поступает напряжение принятого сигнала. 20

Вход схемы сравнения трансформаторным путем связан с выходом канала. Схема состоит из последовательно соединенных управляющей обмотки Wy, трансформаторно связанной с настроенным нагрузочным контуром выход- 2S ного каскада (состоящим из инду ктив иост и нагрузочной обмотки В „и емкости параллельноо включенного с ней конденсатора С2), опорного кремниевого стабилитрона Д1, вентильного элемента (диода) Д2 и конденсатора СЗ емкостного фильтра, к которому через сопротивление Rq, включен базоэмиттерный вход транзисторного усилителя ПП1. Начальное отрицательное смещение на управляющем электроде входного каскада ВК создается де- З лителем R4 — Я2 напряжения отдельного источника Е„постоянного смещения.

Транзисторный усилитель ПП1 питается от стабилизированного с помощью кремниевого стабилитрона ДЗ напряжения постоянного то- 40 ка и работает по схеме с общим эмиттером в ключевом режиме, т. е. при отсутствии сигнала на входе (база — эмиттер) ток коллектора равен нулю. Поэтому до тех пор, пока отрицательные полупериоды высокочастотного на- 45 ,пряжения на обмотке W не превысят опорное напряжение на стабилитроне Д1, на входной каскад поступает управляющее отрицательное смещение узла АРУ.

Как только напряжение на обмотке W,- ape- $0 высит стабилизированное напряжение постоянного тока, поддерживаемое стабилитроном

Д1, .разность этих напряжений в виде импульсов пропускается на зарядный конденсатор

СЗ и через балластное сопротивление R3 поступает на базу тра нзистора ПП1. Появляется ток коллектора, который проходит по цепи: коллектор — шасси — сопротивление R утечки входного каскада ВК вЂ” стабилитрон ДЗ питания ПП1 — эмиттер и повышает отрица- 60 тельный потенциал управляющего электрода

ВК. Усиление ВК при этом автоматически уменьшается до такой величины, при которой высокочастотное напряжение íà W, и опорное на Д1 становится практически одинаковыми.

В фазометре применсн способ глубокой регулировки усиления только по входным каскакадам приемно-усилительных каналов. Так как здесь напряжение входного сигнала сравнительно невелико (порядка десятков мв), то и незначительны фазовые искажения, обусловленные нелпнейпостью динамической характеристики управляемого усилительного каскада.

Для того чтобы обеспечить высокую глубину регулировки усиления только по одному каскаду усилительного канала, уменьшим воздействие зоны нечувствительности узла АРУ, и тем самым повысить стабильность фазометра, трансформаторная связь между нагрузочным контуром, состоящим из емкости конденсатора С2 и индуктивности обмотки WH, и управляющей обмоткой W выбрана повышающей.

Предмет изобретения

1. Фазометр ультразвукового расходомера, содержащий фазовый детектор, двухкана Ibный приемный усилитель и два узла автоматической регулировки усиления (АРУ), отличающийся тем, что, с целью поддержания постоянства выходных напряжений оконечных каскадов приемного усилителя и повышения точности фазометра, узел АРУ выполнен по диодно-транзисторной схеме сравнения выходного высокочастотно-î,напряжения канала усилителя фазометра со стабильным опорным напряжением постоянного тока и содержит последовательно включенные вентильный элемент, узел подачи высокочастотного напряжения, кремниевый стабилитрон опорного напряжения и емкостный фильтр, к которому через балластное сопротивление подключен базоэмиттерный вход транзисторного усилительного ключа.

2. Фазометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности АРУ и повышения фазовой стабильности каналов фазометра, узел подачи высокочастотного напряжения выполнен в виде повышающей обмотки, трансформаторно связанной с катушкой индуктивности выходного нагрузочного контура канала приемного усилителя, а выход транзисторного усилительного ключа подключен к входному каскаду канала приемного усилителя..

3. Фазометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности АРУ и точности фазометра, база транзисторного ключа подключена к емкостному фильтру, коллектор заземлен, а между эмиттером и коллектором включено сопротивление смещения утечки входного каскада канала усилителя.

400807

Риг / ьтод

Редактор Е, Миронова

Техред Л. Грачева

Корректоры: О. Кудинова и Л Чуркина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 119/5 Изд. № 2057 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5