Pierwszenstwo: 29.1V.1967 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 20.VIII.1970 KI. 42 d, 1/12 MKP G 01 d, 13/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Gunter Richter, Gerhard Stein Wlasciciel patentu: VEB Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow, Berlin-Treptow (Niemiecka Republika Demokra¬ tyczna) Indukcyjny przetwornik wartosci granicznej do przyrzadu pomiarowego i Przedmiotem wynalazku jest indukcyjny prze¬ twornik wartosci granicznej do przyrzadu pomia¬ rowego, którego zakres dzialania jest regulowany w pewnych granicach.Znane sa urzadzenia mechaniczne, które powo- 5 duja zwarcie zestyków w momencie gdy wartosc mierzonej przez przyrzad wielkosci osiagnie war¬ tosc zadana przez nastawienie nastawnej wskazów¬ ki przyrzadu.Przy mechanicznym sterowaniu zwierania ze- 10 styków moga wystapic bledy zwiazane z niedo¬ kladnoscia wskazan przyrzadu.Znane sa przyrzady w których dla unikniecia tej niedogodnosci stosuje sie magnetyczne lub induk¬ cyjne sterowanie zwierania zestyków. 15 W przyrzadach z indukcyjnym sterowaniem zwierania zestyków stosuje sie polaczone ze wska¬ zówka wzglednie z jej osia metalowe skrzydelka tlumiace, które powoduja zamkniecie obwodu elek- ktrycznego przy wychyleniu wskazówki odpowia- 20 dajacemu zadanej wartosci. Jesli zakres sterowa¬ nia zwierania zestyków ma obejmowac caly zakres pomiarowy przyrzadu, wówczas elementy rozla¬ czajace zwarte zestyki, polaczone ze wskazówka mierzonej wartosci musza miec odpowiednia dlu- 25 gosc. Z tego wzgiedu takie sterowanie zwieraniem zestyków nie jest dogodne szczególnie dla duzych zakresów pomiaru.Celem uzyskania indukcyjnego sterowania zwie¬ raniem zestyków równiez przy duzych zakresach 30 pomiaru stosowano takie male elementy oddzialu¬ jace na elektryczny obwód rezonansowy. Ele¬ ment taki nie jest polaczony sztywno z osia wska¬ zówki wartosci mierzonej lecz poprzez spiralna sprezyne na przyklad tasma mala z blachy, przy czym jest on umieszczony w cewce obwodu rezo¬ nansowego i przymocowany do nastawnej wska¬ zówki wartosci zadanej. Wskazówka wartosci mie¬ rzonej moze obracac sie napinajac sprezyne.Ujemna cecha tego rozwiazania jest to, ze napie¬ cie spiralnej sprezyny wzrastajace w miare wzros¬ tu wartosci mierzonej ma coraz wiekszy wplyw na wskazania przyrzadu.Ponadto w celu wyeliminowania jej wplywu na wskazania przyrzadu sprezyne spiralna wybiera sie mozliwie slaba przez co konstrukcja taka jest dosc wrazliwa (wplywy zewnetrzne) i czesto ulega uszkodzeniom.Znane sa równiez inne przyrzady pomiarowe w których zwieranie zestyków nie ma wplywu na wychylenia wskazówki. Stosuje sie w nich dwa obwody, które przy pomocy przekazników moga byc wzajemnie blokowane dla potrzymywania wy¬ muszonego polozenia zestyków. Jako przetworniki wartosci zadanej, uczulone kierunkowo, korzystnie jest stosowac dwa obwody rezonansowe, które wza¬ jemnie na siebie oddzialuja przy pomocy ukla¬ du przekaznikowego.Urzadzenie takie ma wszystkie wady wynikajace z istnienia mechanicznego zestyku przekaznika. Po- 6073660736 3 nadto wada jest stosunkowo duzy koszt urzadze¬ nia wynikajacy z koniecznosci stosowania wzmac¬ niaczy do sterowania przekazników. W innym zna¬ nym przyrzadzie pomiarowym wyposazonym w urzadzenie stykowe z dzialajacym zwrotnie prze¬ twornikiem, na przyklad przetwornikiem wysokiej czestotliwosci, powyzsze wady sa wyeliminowane dzieki temu, ze sygnal wyjsciowy kazdego prze¬ twornika podaje sie na kazde z dwóch wejsc ukla¬ du dwustabilnego, przy czym obydwa stany sta¬ bilne okreslonego wejscia sterowania ukladu dwu¬ stabilnego sa polaczone.W innym przykladzie przyrzadu jako uklad dwu- stabilny uzywany jest uklad multiwibratora na lampach elektronowych lub tranzystorach. Jezeli skrzydelko wskazówki znajduje sie nazewnatrz przetwornika, obydwa oscylatory wysylaja napiecie wyjsciowe. Zaleznosc kierunkowa jest spowodo¬ wana przez uklad dwustabilny dzieki nastepujacym po sobie przerwom w napieciu wyjsciowym oscy¬ latorów, które sa w znany sposób wywolywane przez skrzydelko wskazówki. Inny znany uklad przetwornikowy pracuje z dwoma tranzystorowymi oscylatorami wysokiej czestotliwosci, które swoje napiecie robocze otrzymuja z wyjscia tranzystoro¬ wego ukladu relaksacyjnego.Sterowanie odbywa sie w ten sposób, ze napiecie wyjsciowe pierwszego oscylatora wywoluje prace przynaleznego tranzystora, który przez wylaczenie napiecia roboczego uniemozliwia drganie obwodu drugiego oscylatora.W ten sposób zbudowany jest drugi oscylator.Dlatego tylko jeden oscylator moze oscylowac, przez co nastepuje jednoznaczne wyznaczenie kie¬ runku przebiegu wskazan." Obydwa wyzej opisane uklady posiadaja te wspólna ujemna ceche, ze kazdy z oscylatorów musi posiadac dodatkowo czynny element korzyst¬ nie tranzystor, z przynaleznym ukladem elektrycz¬ nym. Powoduje to istotny wzrost kosztów calego urzadzenia. Ponadto znany jest przyrzad pomia¬ rowy z indukcyjnym sterowaniem ze stykami przy duzym zakresie wskazan przekraczajacym 180°, w którym urzadzenie indukcyjne sklada sie z dwóch oscylatorów przetwarzajacych wartosc za¬ dana, a mianowicie z oscylatora glównego i oscyla- , tora pomocniczego, które posiadaja pare cewek od¬ dzielonych powietrzem i dwóch przyporzadkowa¬ nych wskazówce "wartosci chwilowej metalowych skrzydelek tlumiacych usytuowanych naprzeciwko siebie.Przy wzroscie mierzonych wartosci skrzydelka przenikaja przez szczeline powietrzna odpowied¬ niej pary cewek najpierw oscylatora pomocniczego a nastepnie oscylatora glównego, przy czym oscy¬ lacje zostaja przerwane. Jest to spowodowane tym, ze w linie zasilajaca oscylator pomocniczy oscylu¬ jacy wspólnie z oscylatorem glównym wlaczono w kierunku przewodzenia tranzystor i ze oscylator pomocniczy polaczony jest poprzez diode z baza tranzystora oscylatora glównego, przy czym jest on zablokowany przez przylozenie napiecia blo¬ kujacego na baze tranzystora.Wzajemne blokowanie obu oscylatorów otrzymu¬ je? cle przez doprowadzenie napiecia blokujacego 4 równolegle do dzielnika napiecia bazy tranzystora oscylatora glównego. W stanie przejsciowym, kie¬ dy oscylacje obu oscylatorów sa przerwane przez skrzydelka tlumiace, tranzystor sluzacy do bloko- 5 wania oscylatora pomocniczego jest w stanie prze¬ wodzenia, przez co na diode laczaca podaje sie po¬ tencjal dodatni.Przy zastosowaniu pojedynczej diody w momen¬ cie gdy skrzydelko tlumiace wychodzi ze szczeliny 10 powietrznej pary cewek glównego oscylatora dziel¬ nik napiecia bazy oscylatora glównego jest zwarty przez co nie moze on oscylowac jak zamierzono.W celu umozliwienia zamierzonej oscylacji glów¬ nego oscylatora, nalezy zastosowac jako czlon la- 15 czacy oscylator glówny z pomocniczym diode Ze- nera. Tranzystor wlaczony w linie zasilania po¬ woduje uzaleznienie sterowania oscylatora po¬ mocniczego.Blokowanie i odblokowanie oscylatora pomocni- 20 czego odbywa sie wiec w sposób posredni. Chociaz w ukladzie tym liczba elementów czynnych jest juz ograniczona, koszty zwiazane z uzyciem dro¬ gich podzespolów sa stosunkowo wysokie.Zadaniem wynalazku jest taka konstrukcja dzia-^ 25 lajacego kierunkowo przetwornika, w którym oby¬ dwa oscylatory blokuja sie wzajemnie w bezpo¬ sredni sposób.Zadanie to zostalo rozwiazane zgodnie z wyna¬ lazkiem w ten sposób, ze szeregowo z dzielnikiem 30 napiecia bazy tranzystora pierwszego oscylatora i odgalezieniem kondensatora tranzystora drugiego oscylatora wlaczone sa diody, przy czym gdy jeden oscylator pracuje drugi jest zablokowany przez do¬ datnie polówki napiecia generowanego przez pierw- 35 szy oscylator. Dla stabilizacji dzialania diody sa wlaczone szeregowo w ten sposób, ze odgalezienie kondensatora znajduje sie miedzy obiema diodami.Rozwiazanie wedlug wynalazku ma te dodatkowa zalete, ze zmiany temperatury nie maja wplywu 40 na prace tranzystorów. Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony na przykladzie wykonania przed¬ stawionym na rysunku. Wskazówka przyrzadu re¬ jestrujacego lub wskazujacego jest wedlug znane¬ go sposobu wyposazona w dwa stosunkowo krótkie 45 naprzeciwko siebie umieszczone skrzydelka tlumia¬ ce 8 i 16. Wzdluz drogi wskazan wskazówki umieszczone sa jako przetworniki wartosci granicz¬ nej dwa oscylatory wysokiej czestotliwosci w ten sposób ze soba polaczone, ze tworza uklad dwu- 5o stabilny.Zaklada sie, ze oscylator A z tranzystorem 1 i para cewek 2 oscyluje. Dodatnie polówki napie¬ cia wychwytywane sa z kolektora tranzystora 1 przez kondensator 3 i diode 4 i przechodza przez 55 opornik 14, na dzielnik napiecia bazy tranzystora 9 oscylatora B skladajacy sie z oporników 14 i 15 oraz diod 4 i 5. To dodatnie napiecie wstepne po¬ woduje, ze oscylator B nie oscyluje. Dlatego na wyjsciu 17 otrzymuje sie sygnal wyjsciowy 0. Je¬ go zeli wartosc mierzona wzrosnie i zblizy sie do za¬ danej wartosci, skrzydelko tlumiace 16 jest zbli¬ zone do szczeliny powietrznej pary cewek 10 oscy¬ latora B.Oscylator B jest nadal zablokowany. Przy dal- 65 szym wzroscie wartosci mierzonej skrzydelko 860736 znajduje sie w szczelinie powietrznej pary cewek 2, natomiast skrzydelko 16 ponownie opuszcza szczeline powietrzna pary cewek 10. Powoduje to zanik oscylacji oscylatora A przez co dodatnie na¬ piecie wyjsciowe sluzace do blokowania oscylatora B równiez zanika. Dzieki temu oscylator B po wyjsciu skrzydelka tlumiacego 16 z szczeliny po¬ wietrznej pary cewek 10 moze zaczac oscylowac.Dodatnie polówki napiecia wyjsciowego oscyla¬ tora B przechodza przez kondensator 11 diode 12 i opornik 6 na dzielnik napiecia bazy tranzystora 1 skladajacy sie z oporników 6 i 7 oraz diod 12 i 13.Dzieki szeregowemu wlaczeniu obu napiec a mianowicie napiecia roboczego i napiecia oscy¬ latora o tym samym kierunku, napiecie bazy tran¬ zystora 1 przesuwa sie w kierunku dodatnich war¬ tosci, tak ze oscylator A nie moze oscylowac w na¬ stepstwie wzrostu mierzonej wartosci skrzydelko tlumiace 8 wyszlo ze szczeliny powietrznej pary cewek 2. Dlatego na wyjsciu 17 otrzymuje sie sy¬ gnal wyjsciowy L.Przy zmniejszaniu sie mierzonej wartosci, skrzy¬ delko tlumiace 8 znajduje sie miedzy para cewek 2, przy czym w sygnale wyjsciowym nie zachodza jeszcze zmiany. Jezeli skrzydelko tlumiace 16 znaj¬ duje sie miedzy para cewek 10 oscylacje oscylatora B sa przerwane. Sygnal wyjsciowy na wyjsciu 17 zmienia sie zL na O.Oscylator A oscyluje i jednoczesnie oddzialu- 10 15 20 25 30 6 je przy pomocy napiecia blokujacego na oscylator B. Analogicznie sygnal "wyjsciowy 0 pozostaje utrzymany, kiedy przy dalszym zmniejszaniu sie mierzonej wartosci skrzydelko tlumiace 10 opuszcza szczeline powietrzna przynaleznej pary cewek 10.Kiedy przy ponownym wzroscie mierzonej wartosci skrzydelko 8 znajduje sie w parze cewek oscyla¬ tora A, sygnal wyjsciowy zmieni sie. Sygnalizacja polozenia wskazówki jest jednoznaczna. PL