RU203601U1 - Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя - Google Patents
Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя Download PDFInfo
- Publication number
- RU203601U1 RU203601U1 RU2020139030U RU2020139030U RU203601U1 RU 203601 U1 RU203601 U1 RU 203601U1 RU 2020139030 U RU2020139030 U RU 2020139030U RU 2020139030 U RU2020139030 U RU 2020139030U RU 203601 U1 RU203601 U1 RU 203601U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring transducer
- output
- alternating current
- differential
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для измерения электрических и неэлектрических величин с помощью дифференциальных, мостовых, измерительных преобразователей, питаемых переменным током. Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя, питаемого переменным током, содержащего дифференциальный измерительный преобразователь 1, дифференциальный усилитель 9, переменный резистор 8, подключенный к входу дифференциального усилителя 9, фазовращатель 5, вход которого подключен к источнику переменного тока 4, два фазовых детектора 6, 7, входы первого фазового детектора 6 соединены с выходами ветвей 2, 3 измерительного преобразователя 1, а выход подключен ко второму входу дифференциального усилителя 9, входы второго фазового детектора 7 подключены к источнику переменного тока 4 и к выходу фазовращателя 5, а выход подключен к переменному резистору 8. Дополнительно введен третий фазовый детектор 12, входы которого подключены к выходам двух сумматоров 10, 11, причем входы первого сумматора 10 подключены к выходам ветвей 2, 3 измерительного преобразователя 1, а входы второго сумматора 11 подключены к источнику переменного тока 4 и к выходу фазовращателя 5. Устройство позволяет проводить текущий оперативный контроль за работоспособностью дифференциального измерительного преобразователя, с одновременным проведением измерений, что повышает надежность измерений с помощью дифференциальных измерительных преобразователей, питаемых переменным током.
Description
Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для измерения электрических и неэлектрических величин с помощью дифференциальных, например мостовых, измерительных преобразователей, питаемых переменным током.
Известно устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя [Патент РФ № 64342 (РФ) МПК G 01 В 7/14 от 27.06.2007.], питаемого переменным током и обладающее повышенной точностью измерений и возможностью устранения мультипликативной помехи вследствие действия внешних возмущающих факторов (температуры, влажности и т.п.).. Указанная задача решается тем, что в устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя, содержащего дифференциальный измерительный преобразователь, дифференциальный усилитель, переменный резистор, подключенный к входу дифференциального усилителя дополнительно введены фазовращатель, вход которого подключен к источнику переменного тока, а выход к измерительному преобразователю и к второму фазовому детектору, два фазовых детектора, входы первого фазового детектора соединены с выходами ветвей измерительного преобразователя, а выход подключен ко второму входу дифференциального усилителя, входы второго фазового детектора подключены к источнику переменного тока и к выходу фазовращателя, а выход подключен к переменному резистору. При такой реализации формирователя с помощью переменного резистора в нормальных условиях при несимметричном дифференциальном измерительном преобразователе выходной сигнал дифференциального усилителя можно сделать нулевым. Также это дает возможность выполнять периодическую балансировку измерительного преобразователя при расположении последнего в местах, труднодоступных для обслуживающего персонала. Кроме этого использование в цепи компенсации второго фазового детектора позволяет скомпенсировать возможную нестабильность работы фазовращателя и неточность установки фазового сдвига.
Недостатком этого устройства является то, что в нем нет возможности диагностировать технологический износ и неисправность ветвей дифференциального измерительного преобразователя. В случаях невозможности оперативного тестирования преобразователя эта проблема носит серьезный характер и приводит к неправильной работе преобразователя, а в некоторых случаях к внезапным отказам оборудования, в состав которых входит дифференциальный измерительный преобразователь.
За прототип выбрано устройство формирования выходного сигнала измерительного преобразователя [Патент РФ №151194 (РФ) МПК G 01 B 7/14 от 27.03.2015], направленное на осуществление текущего оперативного контроля за работоспособностью дифференциального измерительного преобразователя с одновременным проведением измерений. Данное устройство содержит дифференциальный измерительный преобразователь, дифференциальный усилитель, переменный резистор, подключенный к входу дифференциального усилителя, фазовращатель, вход которого подключен к источнику переменного тока, два фазовых детектора, входы первого фазового детектора соединены с выходами ветвей измерительного преобразователя, а выход подключен к второму входу дифференциального усилителя, входы второго фазового детектора подключены к источнику переменного тока и к выходу фазовращателя, а выход подключен к переменному резистору, отличающееся тем, что дополнительно введены второй дифференциальный усилитель, устройство фиксации ошибки и два дополнительных фазовых детектора, входы первого из них подключены к выходу источника переменного тока и к первому выходу дифференциального измерительного преобразователя, входы второго дополнительного фазового детектора подключены к выходу фазовращателя и ко второму выходу дифференциального измерительного преобразователя, а выходы дополнительных фазовых детекторов подключены ко второму дифференциальному усилителю, выход которого подключен к устройству фиксации ошибки. В случае технологического износа и появления неисправности ветвей дифференциального измерительного преобразователя на выходе дифференциального усилителя повысится сигнал рассогласования, пропорциональный разбросу коэффициентов чувствительности ветвей дифференциального измерительного преобразователя. Данный сигнал регистрируется устройством фиксации ошибки, настроенным в соответствии с технологическими особенностями дифференциального измерительного преобразователя и вырабатывает сигнал ошибки.
Недостатком этого устройства является то, что в нем выходной сигнал дифференциального усилителя канала формирования сигнала ошибки пропорционален измеряемой физической величине 
:
где 
- коэффициент усиления дифференциального усилителя, U1 и U2 - выходные сигналы с фазовых детекторов канала формирования сигнала ошибки, 
- коэффициент усиления фазового детектора, 
и 
- коэффициенты чувствительности к измеряемой величине 
ветвей преобразователя.
Задача, решаемая полезной моделью, направлена на устранение данного недостатка.
Технический результат заключается в том, что сигнал контроля, в отличие от прототипа, не зависит от измеряемой физической величины и определяется только параметрами самого устройства.
Согласно полезной модели, предложено устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя, питаемого переменным током, содержащее дифференциальный измерительный преобразователь, дифференциальный усилитель, переменный резистор, подключенный к входу дифференциального усилителя, фазовращатель, вход которого подключен к источнику переменного тока, два фазовых детектора, входы первого фазового детектора соединены с выходами ветвей измерительного преобразователя, а выход подключен к второму входу дифференциального усилителя, входы второго фазового детектора подключены к источнику переменного тока и к выходу фазовращателя, а выход подключен к переменному резистору. В устройство дополнительно введен третий фазовый детектор, входы которого подключены к выходам двух сумматоров, причем входы первого сумматора подключены к выходам ветвей измерительного преобразователя, а входы второго сумматора подключены к источнику переменного тока и к выходу фазовращателя.
Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1.
Устройство содержит дифференциальный измерительный преобразователь 1, включающий, по крайней мере, две ветви 2 и 3. Питание измерительного преобразователя 1 осуществляется от источника переменного тока 4 через два входа, причем на второй вход измерительного преобразователя питающее напряжение подается через фазовращатель 5. Фазовый сдвиг, формируемый фазовращателем должен находится в пределах от 
до 
, но оптимальным является значение 
, которое обеспечивает питание измерительного преобразователя квадратурными составляющими. Измеряемые напряжения с выходов ветвей 2 и 3 поступают на входы фазового детектора 6, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя 9, формирующего выходное постоянное напряжение. Переменный резистор 8 присоединен к выходу второго фазового детектора 7, к входам которого подключены источник питающего тока 4 и выход фазовращателя 5. Движок переменного резистора 8 соединен со вторым входом дифференциального усилителя 9. Контроль за работоспособностью дифференциального измерительного преобразователя осуществляется с помощью дополнительного фазового детектора 12, подключенного к выходам сумматоров 10 и 11. На входы первого сумматора 10 поступают выходные сигналы измерительных ветвей 2 и 3, на входы второго сумматора 11 – выходные сигналы источника переменного тока 4 и фазовращателя 5.
Рассмотрим работу предлагаемого устройства для случая фазового сдвига на , формируемого фазовращателем 5. В результате на выходах ветвей 2 и 3 создаются переменные напряжения 
и 
. В общем случае для линейных характеристик преобразования ветвей 2 и 3 измерительного преобразователя 1 (или линеаризованных для нелинейных характеристик ветвей 2 и 3) эти напряжения могут быть записаны в виде:
где 
- частота источника питания преобразователя.
Фазы измеряемых сигналов определяются следующими соотношениями
Напряжение с выхода первого фазового детектора 6 определится на основании уравнений (2-3) как
где - коэффициент усиления фазового детектора.
Для практического применения можно воспользоваться приближением для линейного режима работы преобразователя (
)
Окончательно на выходе предлагаемого устройства можно записать сигнал
где 
- напряжение компенсации, снимаемое с переменного резистора 8.
Далее рассмотрим процесс формирования сигнала контроля за работоспособностью дифференциального измерительного преобразователя.
Выходной сигнал сумматора 10 определяется как
а сумматора 11 как
где 
- выходной сигнал фазовращателя.
Фазы данных сигналов определяются следующими соотношениями
Тогда напряжение с выхода фазового детектора 12 по аналогии с (4) будет определяться на основании уравнений как
С учетом приближения для линейного режима работы преобразователя () и ряда преобразований (9) напряжение с выхода фазового детектора 12 будет определяться как
В случае технологического износа и появления неисправности ветвей дифференциального измерительного преобразователя 1 на выходе фазового детектора 12 будет наблюдаться сигнал, отличный от (10).
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет проводить текущий оперативный контроль за работоспособностью дифференциального измерительного преобразователя, с одновременным проведением измерений, при этом сигнал контроля не зависит от измеряемой физической величины и определяется только параметрами самого устройства, что повышает надежность измерений с помощью дифференциальных измерительных преобразователей, питаемых переменным током.
Claims (1)
- Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя, питаемого переменным током, содержащее дифференциальный измерительный преобразователь, дифференциальный усилитель, переменный резистор, подключенный к входу дифференциального усилителя, фазовращатель, вход которого подключен к источнику переменного тока, два фазовых детектора, входы первого фазового детектора соединены с выходами ветвей измерительного преобразователя, а выход подключен к второму входу дифференциального усилителя, входы второго фазового детектора подключены к источнику переменного тока и к выходу фазовращателя, а выход подключен к переменному резистору, отличающееся тем, что дополнительно введен третий фазовый детектор, входы которого подключены к выходам двух сумматоров, причем входы первого сумматора подключены к выходам ветвей измерительного преобразователя, а входы второго сумматора подключены к источнику переменного тока и к выходу фазовращателя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139030U RU203601U1 (ru) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139030U RU203601U1 (ru) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU203601U1 true RU203601U1 (ru) | 2021-04-13 |
Family
ID=75521397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020139030U RU203601U1 (ru) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU203601U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2204839C2 (ru) * | 2001-05-04 | 2003-05-20 | Новосибирский государственный технический университет | Измеритель параметров электрохимических объектов |
| RU104731U1 (ru) * | 2010-11-25 | 2011-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Устройство для определения электрофизических, физико-химических свойств и газочувствительных характеристик наноразмерных материалов |
| RU151194U1 (ru) * | 2014-08-08 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя |
-
2020
- 2020-11-27 RU RU2020139030U patent/RU203601U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2204839C2 (ru) * | 2001-05-04 | 2003-05-20 | Новосибирский государственный технический университет | Измеритель параметров электрохимических объектов |
| RU104731U1 (ru) * | 2010-11-25 | 2011-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Устройство для определения электрофизических, физико-химических свойств и газочувствительных характеристик наноразмерных материалов |
| RU151194U1 (ru) * | 2014-08-08 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2733466A1 (en) | A Hall effect measurement instrument with temperature compensation | |
| RU203601U1 (ru) | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя | |
| CN104730308A (zh) | 控制电光探针增益和灵敏度的方法 | |
| US3434053A (en) | Circuits for an electrical rms measuring instrument | |
| Williams et al. | DC amplifier stabilized for zero and gain | |
| US2975653A (en) | Push-pull cable mounting bracket for marine engine control | |
| Filipski et al. | Calibration of a low voltage AC-DC transfer standard | |
| US2795653A (en) | Vacuum tube voltmeter amplifier circuit | |
| RU151194U1 (ru) | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя | |
| RU2082129C1 (ru) | Преобразователь давления в электрический сигнал | |
| RU2022284C1 (ru) | Способ определения комплексных параметров свч-устройств | |
| RU195981U1 (ru) | Цифровой преобразователь угла с самоконтролем | |
| SU993365A1 (ru) | Устройство дл измерени внутреннего сопротивлени электрохимического источника тока | |
| US12019106B2 (en) | Systems and methods for measuring characteristics of cryogenic electronic devices | |
| SU1708298A1 (ru) | Устройство дл определени степени гидратации биообъектов | |
| RU64342U1 (ru) | Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя | |
| JPS6314784B2 (ru) | ||
| SU789960A1 (ru) | Способ поверки ваттметров и варметров | |
| SU894522A1 (ru) | Кондуктометрическое устройство | |
| JP2023147461A (ja) | 測定回路及びこれを用いる測定システム | |
| CN117269869A (zh) | 一种磁传感器温度特性测试方法及装置 | |
| SU885935A1 (ru) | Устройство контрол линейности однопол рного усилител | |
| KR19980076201A (ko) | 측온저항소자를 이용한 온도측정장치 | |
| Kononov et al. | DEVELOPMENT GAUGE FOR CONTROL PARAMETERS RADIATION ELECTROMAGNETIC FIELDS | |
| SU864100A1 (ru) | Устройство дл контрол твердости |