Устройство для измерения физических величин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ11ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)731271 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240277 (21) 2465103/18-28 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 300480 Бюллетень Р 16

Дата опубликования описания 3QQ 480 (51) М. Кд,2

G 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 531,14. . 083. 8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.Ф. Семочкин, П.Ф. Трофимов и О.A. Трофимова з ( (71) Заявитель (5 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

15

25

Изобретение относится к конт— рольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных или угловых перемещений, давления жидкости и т,п.

Известно устройство для измерения физических величин, содержащее индуктивные или трансформаторные преобразователи измеряемой величины, например, в напряжение переменного тока, чувствительные к изменению их напряжения питания, которое является причиной возникновения погрешности.измерительного устройства, Для уменьшения влияния изменений напряжения питания преобразователя устройство снабжается стабилизатором напряжения (13.

° Недостатками данного устройства являются его усложненная структура и невозможность полностью устранить Р ттогрешность измерения вследствие неидеальной стабилизации выходного напряжения стабилизатора, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения физических величин, содержащее трансформаторзый преобразователь измеряемой величины, аналоговый управляемый ключ,,сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя, блок преобразования для выделения среднего значения измеренного сигнала, подключенный к выходу ключа, и блок сравнения с присоединенным к одному из его входов источником опорного напряжения, подключенный выходом к управляющему входу ключа ° Ко второму входу блока сравнения подключен источник переменного напряжения, который обеспечивает также и питание преобразователя измеряемой физической величины, Благодаря такому выполнению скважность импульсов на выходе блока сравнения, а следовательно, и длительность открытого состояния аналогового ключа, изменяются в зависимости от колебаний источника питания преобразователя таким образом,. чтобы обеспечить независимость выходного напряжения измерительного устройства (среднего значения измеренного сигнала на выходе блока преобразования) от колебаний напряжения указанного источника (23.

Недостаток этого устройства состоит в чувствительности его выход10 ного напряжения к колебаниям темпе731271 ратуры окружающей среды, под дейст— вием которых изменяются магнитная проницаемость ферромагнитных элементов конструкции преобразователя, а также активные сопротивления его обмоток.

Бель изобретения — повышение точности измерения путем устранения влияния дестабилизирующих факторов, к числу которых относятся не только колебания напряжения источника питания преобразователя, но и колебания температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что трансформаторный преобразователь снабжен двумя обмотками,сое— диненными согласно последовательно и подключенными ко второму входу блока сравнения, На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения физических величин содержит преобразователь 1 измеряемой величины (трансформаторный), управляемый аналоговый ключ 2, блок 3 сравнения с подключенным к одному из его входов источником 4 опорного напряжения и блок 5 преобразования сигнала, полученного на выходе ключа, Преобразователь 1 трансформаторного типа имеет помимо обмотки возбуждения две пары выходных обмоток, Обмотки одной пары (сигнальные) соединены встречно последовательно и служат для получения сигнала,пропорционального измеряемой входной величине, например перемещению подвижной части преобразователя. Обмотки второй пары (дополнительные) соединены согласно последовательно и служат для получения сигнала, иэменяюшегося только в зависимости от изменений дестабилизирующих факторов, таких как температура окружающей среды и напряжение питания преобразователя, что обеспечивается благодаря дифференциальному выполнению преобразователя.

Действие вышеуказанных дестабилизирующих факторов оказывает влияние, несмотря на дифференциальное соединение сигнальных обмоток, на входной сигнал преобразователя тем более сильное, чем дальше подвижный элемент преобразователя, например плунжер, отходит от его положения симметрии, Устройство работает следующим образом, При воздействии на преобразователь 1 измеряемой физической величины на выходе его сигнальных обмоток формируется напряжение, амплитуда которого пропорциональна измеряемой величине, но зависит также и .от изменений внешних дестабилизирующих факторов (напряжения питания, температуры). Это напряжение пульсы подаются на управляющий вход аналогового ключа 2, обеспечивая

его периодическое запирание, Длительность интервалов времени, в течение которых ключ 2 открыт или закрыт, не изменяется при номинальных параметрах питающей преобразователь сети и температуры окружающей среды, но изменяется при отклонении укаэанных дестабилизирующих факторов от их номинального уровня ° AMпли туда сигнала, пропу ск ае мог о ан алоговым ключом, зависит от текушего значения измеряемой физической величины, Сигнал с выхода ключа поступает в блок 5 преобразования, где выделяется его среднее значение,пропорциональное измеряемой физической величине, Частота закрытия (открытия) ключа 2-неизменна.

40 Благодаря укаэанному выполнению измерительного устройства напряжение на его выходе пропорционально измеряемой физической величине и не зависит от колебаний напряжения питани я преобразователя и температуры окружающей среды, Формула изобретения

Устройство для измерения физических величин, содержащее трансформаторный преобразователь измеряемой величины, аналоговый управляемый ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя, 50 блок преобразования для выделения среднего значения измеренного сигнала, подключенный к выходу ключа, и блок сравнения с присоединенным к одному иэ его входов источником опорного напряжения, подключенный

60 выходом к упоавляюшему входу ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения влияния дестабилизирующих факторов, трансформаторный преобразователь снабжен двуподается на сигнальный вход управляемого аналог ового ключа 2 . Одновременно на выходе дополнительных обмоток преобразователя 1 формиру-. ется напряжение, независящее от из— менений измеряемой величины, но из— меняющееся в функции напряжения пи— тания и температуры. Это напряжение подается на второй вход блока 3 сравнения, где оно сравнивается с напряжением источника 4 опорного напряжения постоянного. тока, вели— чина которого соответствует номинальным параметрам питающей преобразователь сети и температуры среды и не зависит от их колебаний, В

15 результате на выходе блока 3 сравнения появляются импульсы, амплитуда которых модулируется в сторону расширения или сужения в зависимости от величины и знака изменения дестабилиширующих факторов, Эти им731271

Сост ави тель С. Скрыпни к

Редактор И. Михеева ТехредЖ.Кастелевич

Корректор М. Шароши

Заказ 1493/20 Тираж 80 1 Подпи сное

IIHMHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4 мя обмотками, соединенными согласно последовательно и подключенными ко второму входу блока сравнения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Цз ИМ

Ьь

1. Авторское

Р 366341, кл. 4

2. Авторское

9 550524, кл, 6 (прототип). свидетельство СССР

01 В 7/02, 1971. свидетельство СCCP

01 В 7/1b 1975