CS233289B1 - Zapojení pro potlačení pulsací výstupních signálů - Google Patents

Abstract

Vynález se týká regulační techniky a řeáí zapojeni pro potlačení pulsací výstupních signálů snímačů. Výstupní signál z převodníku se vede jednak přes invertující zesilovač, kde se jeho střídavá i stejnosměrná složka zesílí a obrátí fáze o 180°. Současně se výstupní signál vede přes kondenzátor na neinvertující zesilovač, ve kterém se zesílí střídavá složka signálu. Potom se oba signály, které mají stejnou frekvenci i amplitudu, ale opačnou fázi, sečtou. Výsledkem je stejnosměrný signál odpovídající střední hodnotě měřené veličiny. Vynálezu se využije při potlačení pulsací a omezení zvlnění výstupních signálů ze snímačů v regulační a měřící technice.

Description

Vynález se týká zapojení pro potlačení pulsací výstupních signálů ze snímačů při měření tlaku, tlakové diference, a pro odstranění brurau a pulsů vznikajících na vstupních kabelech při měření a regulaci v náročných technologických podmínkách.

Při měření tlaků a tlakových diferencí v proudícím prostředí s vyšěími rychlostmi proudění je pravidelně měřená hodnota značně proměnlivá - pulsující. Podle okolností se okamžitá hodnota liší od střední průměrné hodnoty až o desítky procent. Tyto jevy nastávají i při provozně ustálených stavech, kdy se prakticky nemění základní veličiny proudění a dochází k nim zejména u snímačů s relativně krátkou časovou konstantou. K pul sacím, vznikajícím již v technologickém zařízení často přistupují další vlivy impulsních potrubí, které deformují odebíraný signál, určený k měření před jeho příchodem k vlastnímu snímacímu prvku. Nepříjemným důsledkem pulsací je, že způsobují potíže při seřizování navazujících měřicích nebo regulačních obvodů. Aby se potlačily nepříjemné účinky pulsací provádí se na straně vlastního měřeného signálu tzv. tlumení seškrcením průtoku v impulsním potrubí. V navazujících elektronických obvodech se zařazují HC členy. V některých případech se zjišíují charakteristické úrovně frekvencí pulsací v konkrétních provozních případech a měřicí obvod se doplňuje vhodným filtrem vyššího řádu nebo pásmovým filtrem. Když frekvenční analýza ukáže, že frekvence pulsací jsou nízké, ladí se délka impulsního potrubí. Všechna tato opatření se setkávají s řadou obtíží při realizaci a měření úrovně pulsací s věrohodnými výsledky a 3 sou značně nákladná. Náročné zkoušky a měření pulsací

233 289 je možno provádět teprve na zařízeních uváděnýoh do provozu· Teprve, když provedená analýza ukáže, které frekvence se na zařízení projevují, vybavují se tato zařízení dodatečnými filtračními moduly· V současné době, kdy se zvyšují požadavky na rychlost regulačních zásahů a na jejich kvalitu, je důležité brát na zřetel časovou konstantu měření* Při řízení provozu velkýoh turbosoustrojí se požaduje získání reprezentativního signálu, neovlivňovaného pulsacemi pro regulace s časovým zpožděním v rozsahu 100 až 200 ms. Tyto požadavky prakticky vylučují možnost použití jakéhokoli pasivního tlumení či filtrace signálu*

Uvedený problém řeší a nedostatky odstraňuje zapojeni pro potlačení pulsaoí výstupních signálů snímačů podle vynálezu· Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup prvého převodníku je spojen s jedním polem kondenzátoru a se vstupem invertujícího zesilovače, jehož výstup je spojen přes první součtový odpor s jedním vývodem proměnného odporu· Druhý pol kondenzátoru je spojen □ jedním vývodem vstupního odporu a se vstupem neinvertujícího zesilovače· Výstup neinvertujícího zesilovače je spojen přes druhý součtový odpor s druhým vývodem proměnného odporu· Běžec proměnného odporu je spojen se vstupem druhého převodníku· Výstup druhého převodníku je spojen s jedním vývodem s odporem zátěže jehož druhý vývod je spojen se zemí, se kterou je též spojen druhý vývod vstupního odporu·

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že omezuje vliv pulsací měřené veličiny na výstupech signálů ze snímačů tlaků, tlakové diference i síly· Odstraňuje též zvlnění výstupních signálů snímačů citlivých na -chvění a vibrace, které se často vyskytují na technologických zařízeních např· při snímání výšky hladiny s plovákem a u slloměmých zařízení· Umožňuje vymezit vlivy rezonancí u měřicích systémů s nízkou vlaetní frekvencí· Odstraňuje brum a pulsy vznikající v některých případech na přívodních kabelech pro měření a regulaci v náročných technologických podmínkách·

233 289

-3Zapojení je jednoduché a objemově nenáročné a může se zahrnout do celkového řeěení snímačů.

řříklad zapojení pro potlačení pulsaci signálu ze snímače tlakové diference je schematicky znázorněn na připojeném výkresu·

Výstup prvního převodníku 10. což může být například tenzometrický můstek snímače tlakové diference, je spojen s jedním pólem kondenzátoru 2 a se vstupem invertujíoího zesilovače 1. Invertující zesilovač 1 je tvořen integrovaným obvodem· Výstup invertujíoího zesilovače 1 je spojen přes první součtový odpor 2 s jedním vývodem proměnného odporu X· Druhý pól kondenzátoru 2 je spojen s jedním vývodem vstupního odporu £ a se vstupem neinvertujícího zesilovače 2. Neinvertující zesilovač 2 je tvořen integrovaným obvodem. Výstup neinvertujícího zesilovače 2 je spojen přes druhý součtový odpor 6 s druhým vývodem proměnného odporu χ. Běžec proměnného odporu X je spojen se druhým převodníkem 8, kterým zajišluje převedení napělového signálu na výstupní proudový signál. Výstup druhého -převodníku 8 je spojen odporem 2 zátěže· Druhý vývod vstupního odporu £ je spojen se zemí. Velikost vstupního odporu £ a kondenzátoru 2 ^se volí s ohledem na požadovanou časovou konstantu zapojení.

Zapojení pracuje takto. Na vstupy 101 a 102 prvního převodníku 10, který měří tlakovou diferenci přicházejí signály z impulsního potrubí, které není na výkrese znázorněno.

V prvním převodníku 10 se signál odpovídající tlakové diferenci přemění na elektrický napělový signál, který je na výstupu 103 prvního převodníku 10. Odtud přechází signál jednak přímo na vstup invertujíoího zesilovače 1 a současně přechází přes kondenzátor 2 ^na vstup neinvertujícího zesilovače 2> Na vstupu invertujíoího zesilovače 1 je stejnosměrná i střídavá složka výstupního signálu. V Invertujícím zesilovači 1 se signál zesílí, jeho fáze se obrátí o 180·

Ί

233 289

Signál se vede přes první součtový odpor 2 ¹¹⁸¹ vývod proměnného odporu X· Přes kondensátor 2 ^{se 118} vstup neinvertujíoího zesilovače 2 dostává pouze střídavá složka výstupního signálu, která má frekvenci vyšší než zvolená časová konstanta daná hodnotou ohmického odporu vstupního odporu kapacitou kondenzátoru 2· ^v neinvertu jícím zesilovači 2 se střídavá složka výstupního signálu zesílí a vede se přes druhý součtový odpor 6 na druhý vývod proměnného odporu χ. Na vývodech proměnného odporu χ jsou tedy signály, které mají stejnou frekvenci i amplitudu ale opačnou fázi. Tyto signály se sečtou· Na hěžoi proměnného odporu χ je prakticky stejnosměrný signál, odpovídající střední hodnotě měřené tlakové diference·

Vynálezu se využije při potlačení pulsací a omezení zvlnění výstupních signálů ze snímačů v regulační a měřicí technice·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   233 289

   Zapojení pro potlačení pulsací výstupních signálů ze snímačů, vyznačující se tím, že výstup prvního převod niku (10) je spojen se jedním polem kondenzátorů (3) a se vstupem invertuj ícího zesilovače (1), jehož výstup je spojen přes první součtový odpor (5) s prvním vývodem proměnného odporu (7) a druhý pól kondenzátorů (3) je spojen jednak přes vstupní odpor (4) se zemí a jednak se vstupem nelnvertuj ícího zesilovače (2) jehož výstup je spojen přes druhý součtový odpor (6) se druhým vývodem proměnného odporu (7)» jehož běžec je spojen přes druhý převodník (8) s odporem (9) zátěže·