Преобразователь параметров датчиков в напряжение

 

Р

ОПЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕННАЯ

Союз Советски к

Социапистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61I) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 09.0376 (21) 2332970/18 — 21 (61) M. Кл.

G 01 Б 27/26 с пРисоединением заявки № (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (83) УДК 621 ..733,088„8) Ов уоликовано 2504.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 3504.79

В.П. Арбузов, С.Ы. Фельдберг и К.Н. Черечцов

Пензенский политехнический институт

, 5 4 ) П.."ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДАТЧИКОВ

B НАПР ЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к области измерения параметров пассивных комплексных величин.

Известен мост для изменения параметров комплексных сопротивлений, содержащий генератор, соединенный через сумматор и преобразуемое комплексное сопротивление с входом усилителя, в обратной связи которого включена образцовая мера,,а выход через управляемый делитель напряжения с входом усилителя (1).

Этот мост имеет низкие ункциональные возможности, так как позволяет преобразовать параметры комплексных величин только по последовательной схеме замещения.

Известен преобразователь параметрон комплексной проводимости, содержащей последовательно соединенный ис- -. точник питания, преобразуемую комплексную проводимость и усилитель, в обратной связи которого включен об.разцовый элемент, управляемый делитель напряжения, включенный между выходом источника питания и сумматором, выход которого соединен с фаэочувствительным индикатором (2).

Однако этот преобразователь обла.пает низкими функциональными воз- @) ложностями, что ограничивает его применение длл преобразования параметров цатчиков по последовательной схеме замещения, а также для преобразования относительных приращений параметров атчиков, имеющих как параллельную, ак и последовательную схему замещения.

Целью изобретения является расщирение функциональных воэможностей преобразователя параметров датчиков по последовательной схеме замещения, Достигается это тем, что в преобразователь параметров датчиков в напряжение, содержащий источник питания, соединенный с одним зажимом для подключения объекта измерения {образцового элемента), другой зажим при этом соединен с входом усилителя образцовым элем нтом {объектом измерения) в цепи обратной связи усилителя, а выход .последнего через последовательно соединенные сумматор

:-,азочунстнительный индикатор соединен с упранллющим входом упранляемога делителя напряжения, сигнальный нхсд которого соединен с выходом исто ника питания, в него ннедены цополнительный сумматор и коммута .сор, причем один нз входа= и"следнего

658504

0 =U

Q 7q

В этом случае, если Zi представ ляет собой датчик, эквивалентная схема замещения которой состоит из параллельного соединения С и

R », а образцовым элементом является Z 2, емкостью С о, то выходное напряжение усилителя 2 равно c»

С Р„! о К и пропорционально преобразуемой проводимости (О„ (» ). Это напряжение поступает на один вход сумматора 5, на другой вход которого поступает напряжение U< с выхода сумматора 8, которое равно сумме напряжения питания ()о и выходного напряжения LI3 управляемого делителя напряжения 7, причем

45

u =u о К где к — коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 7.

Напряжение О с выхода сумматора

4.

5, равное алгебраической сумме напряжений U, U u U щс р, / Uo К о о Х 65 оединен с выходом усилителя, другой вход — с выходом источника питания, а выход с управляющим входом фазочувствительного индикатора, при этом один из входов дополнительного сумматора соединен с выходом источника питания, другой вход — с выходом 5 управляемого делителя напряжения, а выход — с входом сумматора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема преобразователя параметров датчиков в напряжение. 1()

Преобразователь состоит из источника питания 1, выход которого соединен с входом усилителя 2, обратная связь которого состоит из датчика 3 (или 4) и образцового элемента 4 (или 3) в зависимости от схемы замещения.

Выход усилителя соединен через сумматор 5 с фазочувствительным индикатором б, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения 7. Выход управляемого делителя напряжения 7 соединен с входом дополнительного сумматора

8. Один вход коммутатора 9 соединен с выходом источника питания 1, а другой — с выходом усилителя 2, а выход соединен с управляющим входом фазочувствительного индикатора 6.

Преобразователь работает следующим образом. 30

Напряжение 1>о с выхода источника питания 1 поступает на вход усилителя 2, выходное напряжение которого определяется соотношением параметров датчиков и образцового эле- 35 мента поступает на сигнальный вход фаэочувствительного индикатора б, управляющий вход которого через коммутатор 9 соединен с выходом источника питания 1. Выходное напряжение фазочувствительного индикатора б изменяет коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 7 до тех пор, пока напряжение U4 не стане в квадратуре с напряжением Uc> . В > мент равновесия выходные напряжения преобра-, зователя равны

Ui- (», U2= Uo

Сх или 1.) с», о сх ьсх

US= UQ С о с

1 1 4 > о или U ° о wc,oR„ »

Отношение напряжений У и 1) про пропорционально тангенсу угла потерь tg d х z 02 — =J g+ или t, d

И4 U

В том случае, когда 3 представляет собой датчик с последовательной схемой замещения, состоящей из емкости

С > и сопротивления к», а образцовый элемент 4 является емкостью С то о управляющий вход фазочувствительного индикатора б соединен с выходом усилителя 2 через коммутатор 9. В этом случае выходные напряжения преобраэоВателя равны

u „- (х, c„

u -U — и и О,;С о с ЬСх

0 =U

З о или U - ->

2 Со а — $ Я ИАИ 1я Д)

B том случае, когда необходимо получить напряжения пропорциональные

1/C х и к х, датчик подключают между входом и выходом усилителя 2, т.е. элемент 4 представляет собой датчик, а элемент 3 соответствует Со и является образцовым элементом.

Для преобразования параметров датчиков с.последовательной эквивалентйой схемой замещения напряжения с выхода источника питания 1 через коммутатор

9 поступает на управляющий вход фазочувствительного индикатора б, а для преобразования датчиков с параллельной схемой замещения на управляющий вход фазочувствительного индикатора

6 поступает напряжение с выхода усилителя 2 через коммутатор 9. В этом случае выходные напряжения для дат658504

u„-7-, Са

U = "а и " х ц — у

2 С„, 1

А

3

Са

4(С, -1(С

Э о 4!С

Uq U„

=) Ф.дд„или 1 уД ц х ц х

Составитель Л. Сотникова

Техред М.Петко Корректор И.Куска.

Редактор E. Гончар

Заказ 2050/41 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чиков с последовательной "х емой з амещения равны

u„z-, Са

U =U — или U

2 а С, С„

1!с -4/с

U "-U или ц з а a lc 3 4

Со

О =- ц С, и О -R„, — = )1 д M

Для преобразования от носитель но,го отклонения активной составляющей комплексной величины датчика от ее номинального значения в качестве образцового элемента необходимо использовать образцовый резистор.

При преобразовании параметров индуктивных датчиков образцовый элемент может быть либо индуктивность, либо резистор.

Формула изобретения

Преобразователь параметров датчиков в напряжение, содержащий источник питания, соединенный с одним зажимом для подключения объекта измерения (образцового элемента), другой зажим при этом соединен с входом усилителя с образцовым элементом (объектом измерения) в цепи обратной

5 связи усилителя, а выход последнего через последовательно соединенные сумматор и фазочувствительный индикатор соединен с управляющим входом управляемого делителя напря)0 жения, сигнальный вход которого соединен с выходом источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей преобразователя параметров датчиков по последовательной схеме замещения, в него введены дополнительный с .мматор и коммутатор, причем один из входов последнего соединен с выходом усилителя, другой вход — с выходом источника питания, а выход с управляющим входом Фазочувствительного. индикатора, один из входов до» полнительного сумматора соединен с выходом источника питания, другой вход — с выходом управляемого де25 лителя напряжения, а выход — с входом сумматора.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 432399, M. Кл. G 01 R 17/14, 21.12.41.

2. Авторское свидетельство СССР

9 525897, M. Кл. G R 27/00, 1б.12.75.