CS225606B1 - Zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače - Google Patents

Description

Vynález eo týká zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače mechanického posunutí nebo úhlového natočení.

Pro měření zdvihu, mechanického posunutí nebo úhlového natočení se používají snímače indukční, které se skládají a uzavřeného magnetického obvodu s mezerou, jejíž velikost nebo tvar jsou závislé na měřené veličině, to je na posunutí nebo na natočení. Se změnou mezery magnetického obvodu se mění indukčnost cívky a tato změna se vyhodnocuje.

Jsou známy různé způsoby zapojení vyhodnocovacích obvodů těchto snímačů. Nejčastěji používané zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače využívá střídavého můstku, kde cívka snímače tvoří jednu větev můstku a představuje proměnnou impedanci. Nevýhodou tohoto zapojení je nelineární závislost indukčnosti cívky na vstupním signálu, což je posuv nebo natečení. Proto se využívá jen malý úsek převodní charakteristiky snímače.

V dalším zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače se napájí cívka ze zdroje střídavého napětí, který je frekvenčně a amplitudově stabilizován. V tomto případě závislost proudu, který se vyhodnocuje, na velikosti mezery je opět nelineární. Nelinearita je způsobena vlivem ohmického odporu cívky a je třeba opět využívat jen malý .úsek převodní charakteristiky. V tomto případě se kladou vysoké nároky na střídavý napájecí zdroj snímače, v důsledku čehož roste cena celého vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače mechanického posunutí nebo úhlového natočení podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom,

225 606

225 606 že výstup řízeného generátoru je spojen s prvním vývodem první cívky. Druhý vývod první cívky je spojen se vstupem převodníku. Výstup převodníku je spojen s celkovým výstupem. První výstup komparátoru je spojen s prvním vývodem druhé cívky. Druhý vývod druhé cívky je spojen s druhým vstupem komparátoru. Výstup komparátoru je spojen se vstupem řízeného generátoru.

Popsané zapojení má proti známým řešením tu přednost, že není požadována amplitudová stabilita napájecího generátoru, nebot amplituda výstupního signálu z generátoru je řízena zpětnou vazbou z komparátoru. Tím se snižují nároky na generátor, který musí být pouze frekvenčně stabilní. Další výhodou řešení podle vynálezu je vysoká rozlišovací schopnost a velmi dobrá stabilita, která je v podstatě dána stabilitou referenčních zdrojů v komparátoru a v převodníku. Hlavní výhodou vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače podle vynálezu je, že závislost výstupního signálu zapojeni na změně velikosti mezery uzavřeného magnetického obvodu Je lineární v celém rozsahu. V neposlední řadě má zapojení vyhodnocovacího obvodu tu výhedu, že ho lze použít i v případě, kdy závislost mezi vstupní měřenou veličinou a velikostí mezery uzavřeného magnetického obvodu má kvadratickou chybu, nebát tuto lze zcela eliminovat zavedením kladné zpětné vazby z výstupu zapojení do referenčního zdroje v keraparátoru.

Příklad zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače je znázorněn ne připojeném výkrese v blokovém schématu.

Zapojení pracuje takto:

V ustáleném stavu je první cívka 5, napájena z výstupu 4 řízeného generátoru 1_, který se skládá z operačního zesilovače, odporů kondenzátorů a diod a jehož amplitudu je možno řídit vatupem 14. Proud protékající první cívkou 5 je veden do vstupu 15 převodníku 2, jenž se skládá z operačního zesilovače, tranzistorů, diod, odporů, kondenzátorů a referenčního zdroje napětí. Převodník 2 převode proud, tekeucí do jehs vstupu na analogový výstupní signál, který přechází na výstupu 16 převsdníku 2 na výstup 17 zapojení. Při tam ve druhé cívce 8 se indukuje napětí, které se přivádí na první vstup 11 a na druhý vstup 12* komparátoru 2· Kemparáter 2 obsahuje operační zesilovač, diody, odpory, kondensátory a zdroje referenčního napětí. Kemparáter 2 perevná napětí indukevané v druhé cívce 8 s napětím svého referenčního zdroje a vysílá ze svého výstupu 13 signál na vstup 14 řízeného generátoru 1.· signálem se svládá amplituda výstupu 4 řízeného generátoru 1. Signál z výstupu 13 kemparátoru 2 ^v ustáleném stavu nese informaci, že amplituda napětí na výstupu £ řízeného generátoru 2 so nemá měnit. Při změně vstupní měřené veličiny snímače, které se transformuje na změnu mezery uzavřeného magnetického obvodu, se změní napětí indukované v druhé cívce 8. Kemparáter 2 změnu vyhodnotí a na jeho výstupu 13 se objeví signál nesoucí informaci, že amplituda na výstupu 4 řízeného generátoru 1 se má změnit tak, aby nspětí indukevané v druhé cívce 8 mělo amplitudu stejnou jako v ustáleném stavu, kdy se již nemění amplituda preudu přecházejícího první cívkou 2· Kemparáter 2 tedy sleduje, aby se amplituda napětí druhé cívky 8 udržovala na stálé, konstantní úrovni. Řízením amplitudy výstupu £ řízeného generátoru 1 tak, aby napětí indukevané v druhé cívce 8 byle konstantní, se při změně mezery uzavřeného magnetického obvodu zajistí, že bude konstantní i magnetický tek uzavřeného magnetického obvodu. Při změně vstupní veličiny, která způsobí změnu mezery uzavřeného magnetického obvedu se musí pre udržení konstantního magnetického tekn nutně změnit i

225 6θ6 amplituda proudu praeházejícíha první cívkau 5. Závislost amplitudy proudu procházejícího první cívkou £ na velikosti mezery uzavřeného magnetického obvadu je patem lineární. Tedy i signál na výstupu 17 zapojení má lineární závislest na vstupní měřené veličině při splnění podmínky linearity převodníku 2 a pedmínky lineární transformace vstupní měřené veličiny na změnu mezery uzavřeného magnetickéha obvadu.

Vynález se využije pre měření věech fyzikálních veličin, které lze přetransforaevat na mechanické posunutí nebe úhlové natečení. Například při výrebě snímačů tlaku a tlakové div ference, vah, přístrojů pre přesné měření roítměrů a posuvů.

Claims (1)

1. Zapojení vyhodnocovacího obvodu indukčního snímače mechanického posunutí nebo úhlového natočení, vyznačující se tím, že výstup (4) řízeného generátoru (1) je spojen s prvním vývodem (6) první cívky (5), jejíž druhý vývod (7) je spojen se vstupem (15) převádníku (2), jehož výstup (16) je spojen s celkovým výstupem (17), přičemž první vstup (11) kpmparátoru (3) je spojen s prvním vývodem (9) druhé cívky (6), jejíž druhý vývod (10) je spojen a druhým vstupem Ll2) komparátoru (3), jehež výstup (13) je spojen sa vstupem (14) řízenéhe generátoru (1).