Способ измерения параметров дифференциальных преобразователей

 

Г".

О П И-С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130978 (21) 2664333у18 21 (51)М. Кл.

3 с присоеДинением заявки ¹ (23) Приоритет

6 01 И 27/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 300о80 Бюллетень № 36 (53) УДК 621.317. .619(088.8) Дата опубликования описания 300980 (72) Авторы изобретения

A.Í. Кузнецов, A.Н. Серьезнов, A.A. Скотников и В.П.Стариков (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контроля и в измерительных приборах универсального и специального 5 назначения.

Известен способ, заключающийся в том, что одновременно подают постоянное напряжение на мост, содержащий дифференциальный преобразователь, fo и на устройство формирования развертывающей функции, сравнивают усиленное напряжение разбаланса моста с напряжением, представляющим развертывающую функцию выделяют измеритель-)5 ный интервал от момента включения постоянного напряжения до момента о равенства напряжений разбаланса моста и развертывающей функции, и по величине измерительного интервала 2О определяют контролируемые параметры дифференциального преобразователя С13.

Недостатками способа являются

1 невозможность измерения знакопере- 25 менных относительных приращений параметров, а также низкая точйость измерения, обусловленная нестабильностью коэффйциента усиления сигнала разбаланса моста и нестабильностью элемен-30

2 тов устройства формирования развертывающей функции.

Наиболее близким техническим ре- . шением к изобретению является способ измерения пассивных параметров электрических цепей, основанный на исследовании переходного процесса в измерительной цепи, содержащей активный и реактивный элементы, заключакщийся в том, что одновременно. подают на измерительную цепь и резистивный делитель напряжения линейно-изменяющееся напряжение, определяют момент равенства напряжений на средних точках измерительной цепи и делителя и выделяют интервал времени, пропорциональный измеряемому параметру (21 .

Недостатком способа являются низкие точность и чувствительность измерения. Низкая точность измерения обусловлена зависимостью функции преобразования от элементов резистивного делителя, нестаб,ильность которых приводит к появлению существенной погрешности.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что по способу измерения парамеуров дифференциальных преобразователей

767666 \ подают одновременно на каждое иэ плеч дифференциального преобразователя неравные возмущающие воздействия,форми- руя при этом расходящийся растр,образованный двумя выходными электрическими сигналами преобразователя,производ- 5 ные которых по времени не равны одна другой и включают в себя один или не-! сколько параметров. возмущающего воздействия. По истечении заданного интервала времени изменяют параметры возмущающих воздействий так что соотношение между упомянутыми прбиз.водными меняется на противоположное, а выходные электрические сигналы преобразователя образуют сходящийся растр, выделяют измерительный интервал от момента изменения параметров возмущающегося воздействия до момента равенства выходных сигналов преобразователя и определяют измеряемые параметры по величине измерительного интервала.

Для емкостного преобразователя в качеств е возмущающего воздействия подают ступенчато-изменяющийся ток, для индуктивного преобразователя подают ступенчато-изменяющуюся ЭДС, для резистивного преобразователя подают кусочно-линейный ток или напряжение.

На фиг. 1 изображен линейный растр,30 образованный двумя выходными сигналами преобразователя, на фиг.2а приведена функциональная схема устройства,реализующего предлагаемый способ; на фиг. 26-д изображены принципиаль- З5 ные схемы ряда дифференциальных преобразователей.

По способу на каждое из плеч дифференциального преобразователя в произвольный, принятый на начало отсчета,мо-4О мент времени подают возмущающие воздействия такие,что параметры возмущающего воздействия на одно из плеч не равны параметрам воздействия на другое плечо. Форма и тип Bîýìóùàþöèx воздействий выбирают в зависимости от ти- 5 па дифференциального преобразователя.

Параметрами возмущающего воздействия, задающими начальный угол раскрытия растра, являются величина ступени или угол наклона, соответственно для ступейчатого или линейно-изменяющегося воздействия, В результате на выходах преобразователя формируются линейно-изменяющиеся сигналы (тока или напряжения) 55

S,=ê, (ï,) ; (<) 2= К Р(М. ; где К и К2 - параметры возмущающих воз- 6О

2 ! действий, причем К, <

Иэ выражения (1) видно, что производные по времени выходных сигналов преобразователя функционально определяют как параметрами возмущающих воздействий, так и измеряемыми параметрами. !

Параметры К, и К выбираЮт таким образом, что во всем диапазоне изменения П, и П2 выполнялось например неравенство

К P(п!) К 2 Р(Г Д. (2)

При выполнении условия (2)R и R2 образуют расходящийся растр (фиг.1. ), По истечении заданного интервала времени Т, изменяют параметры возмущающих воздействий таким образом,что

2! () к, = к,, при этом на выходах преобразователя формируются сигналы

Я, = g,,- (П,).1, + K "-Р(П, }(t-T,)

Р,-К2 Р(П ) т,+К, Р(П,ф „).

Как видно из выражений (3) и (4) при с-!Т, соотношение между производными по времени выходных сигналов меняются на противоположное,т.е.

<", Р(П,) a,- (М, (S) а выходные сигналы образуЮт сходящийся растр (фиг.1)

При t t, Р"-R (И

° — 2 иэ выражений (6) и (4) находят

Т,-Т2 «К, 2 РР21 — Р(т1„Д

>, - Г2,- 2 РМ" Р.) где T2= t2-҄— измерительный интервал.

На фиг. 1 сплошной линией изображен растр, соответствующий балансу плеч преобразователя, при этом Т = Т, 1 штрих-пунктирными линиями растры выходных сигналов при раэбалансе плеч дифференциального преобразователя.

Так, при и -!П 1 =- - С-Г а при П,а П !

Функции Ф(п) измеряемых параметров дифференциального преобраз ователя имеют вид: для емкостного преобразователя

Р ф =1/с (в) для и ндуктив ного преобраэ ов ателя ф ф)= 1(1 для резистив ного двухплечевого преобразователя Р(П)=R.

Подставляя выражение (8) в выражение (7), получают выражение, опи767666

Формула изобретения

1. Способ измерения параметров дифференциальных преобразователей, основанный на подаче в измерительную цепь возмущающего водействия и выделении измерительного интервала времени, . пропорционального измеряемому параметру, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, подают одновременно на каждое из плеч дифференциального преобразователя неравные возмущающие воздействия, формируя при этом расходящийся растр, образованный двумя выходными электрическими сигналами преобразователя, производные которых по времени не равны друг другу и включают в себя один или несколько параметров воэмущающего воздействия, по истечении заданного интервала времени изменяют параметры возмущанщих воздействий . так,что соотношение между упомянутыми производными меняется

l сыв аницее функцию преобразования, - для которой в качестве информативного параметра выходной величины принято отношение разности заданного и измерительного интервалов к их сумме, а в качес ве входной - относитель- 5

:ное изменение параметра плеча дифференциального преобразователя. Так, для емкостного преобразователя, у которого

П,=,=с,+ ас, а П1=с =с - ь С, 10 имеем

>„ ъК,+К С,-С Г,+К> àС (Q) i+la. К,-К С,+С К,- K Co

Аналогично выражения могут быть получены для индуктивного и резистив ного преобразов ателей.

Ус тройс тв о, ре али з ующее э тот способ, состоит из формирователя 1 заданного интерв ала времени Т „(например, одновибратора), модулятора 2 одного или нескольких параметров возмущающих воздействий, двух генераторов

3 возбуждающих воздействий, дифференциального преобразователя 4, блока

5 сравнения (компаратора токов или 25 напряжений), вычислителя б.

Работу устройства рассмотрим для случая измерения параметров четырехплечего резистивного дифференциального преобразователя (фиг.2д) для 30 которого справедливы следующие соотношения между отдельными элементами

Ч,= о+ Ъ,,= „-h R

С момента о запуска формирователя

1 заданного интервала Т„генераторы 3 возбуждающих воздействий подают на входы а и а дифференциального преобразователя 4 линейно-изменяющиеся напряжения. При этом 40 выходными сигналами модулятора 2 угол наклона К„ напряжения, подаваемого на один иэ входов преобразователя 4, устанавливается большим (мень" шим) угла наклона К напряжения, по - 45 даваемого на другой вход.

На выходах четырехплечего дифференциального резистивного преобразо вателя 4 вырабатываются сигналы

-дЛ 50 о ) о

Ъ1 a1, л, i о" >R

U =U ъ1 а )а Ч

55 где а1 - выходU =Kt ные напряжения соответственно первого и второго генераторов 3. Так как

К,+ К > сигналы Ub и 0 образуют расходящййся растр, по истечении заданного интервала времени Т по команде одновибратора 1 модулятор 2 воздействует на входы генераторов 3 и изменяет углы наклойа выходных линейно-изменяющихся напряжений, так что при t 7Т„

;=к„т,-K (t- „), а выходн е сигналы преобразователя 4 и образуют сходящийся растр.

Выходные сигналы U1, и U подаются на блок 5 сравнения, которое в мо- мент 1=Т,+", соответствующий равенству Ug„ H Uq< формирует импульс, подаваемый на один иэ входов вычислителя б, а на другой вход которого подаются импульсы, соответствующие началу . измерения и моменту t =- T . Вычислитель 6, обрабатывая последовательность импульсов, вырабатывает выходНоА сигнал т,-т К„+ к ья т величина которого линейно зависит от измеряемой величины АЧ(Чо (относительного изменения сопротивления плеч дифференциального преобразователя).

Предлагаемый способ сочетает основные достоинства как развертывающих, так и дифференЦиальных способов измерения. Использование способа позволит повысить точность и не менее, чем в 20 раз, чувствительность измерения параметров дифференциальных преобразователей различных типов, широко применяемых для измерения разнообразных величин (деформации, перемещения, давления и т.д.).

767666

Ф у ) ю

ВНИИПИ Заказ 7186/41 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП"Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 на противоположное, а выходные электрические сигналы преобразователя образуют сходящийся растр, выделяют измерительный интервал от момента изменения параметров возмущакщего воздействия до момента равенства выходных сигналов преобразователя и определяют измеряемые параметры по величине измерительного интервала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для емкостного преобразователя в качестве возмущающего воздействия подают ступенчатоизменяющийся ток, для индуктивного преобразователя подают ступенчато-изменяющуюся ЭДС, для резистивного преобразователя подают кусочно-линейный ток или напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мартяшин A.È., Шахов Э.К. и

Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М., "Энергия", 1976, с. 295, 298.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 270881, кл. G 01 R 17/00, 11.02.69,

Способ измерения параметров дифференциальных преобразователей Способ измерения параметров дифференциальных преобразователей Способ измерения параметров дифференциальных преобразователей Способ измерения параметров дифференциальных преобразователей 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике электрических измерений и предназначено для профилактических испытаний изоляции крупных электрических машин и аппаратов, имеющих большую постоянную времени

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения резисторов, сосредоточенных сопротивлений и сопротивления изоляции в электрических цепях
Изобретение относится к исследованию и анализу материалов с помощью электрических средств и предназначено для контроля неоднородности электропроводного изделия по толщине материала, например, при проверки возможной подделки изделия в форме слитка из драгоценного или редкого металла

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров индуктивных элементов, а также исследования и оценки свойств ферромагнитных материалов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для построения параметрических измерительных преобразователей, инвариантных к изменениям параметров источников питания и другим влияющим величинам

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к способам определения сопротивлений, и может быть использовано при экспериментальных измерениях

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве частотно-независимой меры активного сопротивления в диапазоне 1 - 100 кОм

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для построения параметрических измерительных преобразователей, инвариантных к изменениям параметров источника питания

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для контроля параметров конденсаторов, катушек индуктивностей и резисторов в процессе их производства

Изобретение относится к бесконтактным неразрушающим способам измерения удельной электропроводности плоских изделий с использованием накладных вихретоковых датчиков
Наверх