SU1472775A1

SU1472775A1 - Индуктивный измерительный преобразователь

Info

Publication number: SU1472775A1
Application number: SU864085468A
Authority: SU
Inventors: Валентин Сергеевич Гутников; Игорь Георгиевич Татаринцев; Светлана Валентиновна Шахтарина
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1989-04-15

Abstract

Изобретение относитс к индуктивным измерительным преобразовател м и позвол ет повысить точность преобразовани аналогового сигнала в интервал времени. Выходной сигнал генератора 1 переменного напр жени поступает на входы операционных усилителей 3 и 4 с обмотками дифференциального индуктивного датчика 5 в цепи обратной св зи. При воздействии внешней силы, например давлени , на индуктивный датчик на выходе усилителей 3 и 4 измен етс величина сигнала. Этот сигнал в фазочувствительных детекторах 7 и 8 преобразуетс в сигнал посто нного тока, который через фильтры 9 и 10 поступает на вход двухпозиционного переключател и далее на вход интегратора, собранного на базе операционного усилител 14. На вход интегратора подаютс также импульсы с выхода генератора 13. Выходное напр жение операционного усилител 14 вл етс интегралом разности (суммы) напр жений, поступающих на его вход с выходов фильтров нижних частот 9 и 10. Эти напр жени в компараторе 12 сравниваютс с нулевым уровнем, и в момент их равенства вырабатываетс сигнал, управл ющий работой двухпозиционного переключател . При этом в результате преобразовани на выходе устройства образуютс импульсы, длительности которых пропорциональны измер емому давлению. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени различных неэлектрических величин с помощью дифференциально-индуктивных датчиков.

Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовани .

На чертеже представлена функци- ональна схема преобразовател параметров дифференцильно-индуктивных датчикав в интервал времени.

Преобразователь .содержит генератор 1 переменного напр жени , резис- :торы 2, первый 3 и второй 4 операционные усилители, в обратную св зь которых включены обмотки дифферен-. 1диально-индуктивного датчика 5, фазовращатель 6 с двум выходами t /2 , фазочувствительные детекторы

31472775

7 и 8, фильтры 9 и 10 нижних частот, интегратор 11, компаратор 12 напр жений и генератор 13 пр моугольных ийпульсов.

Интегратор 11 содержит третий операционньй усилитель 14 с конденсатором 15 в цепи обратной св зи, двух- позиционный переключатель 16, конденсатор 17 и резисторы 18 и 19.

Дифференциально-индуктивный датчик 5 содержит мембрану и два П-об- разных сердечника с обмотками.

Устройство работает следующим образом.15

Выходной сигнал генератора 1 переменного напр жени поступает через резисторы 2 на инвертирующие входы двух операционных усилителей 3 и 4

5 .

10

разноетно-интегрирующего преобразовани .

Происходит это следующим образом. В первом (втором) такте преобразовани , длительность которого равна t, (tj ) , к инвертирующему входу третьего операционного усилител 14 с емкостной обратной св зью подключаетс разность (сумма) двух напр жений - пр моугольного импульсного напр жени с периодом То, подаваемого от генератора 13 через последовательно соединенные конденсатор 17 и резистор 18, и напр жени ), поступающего с выхода фильтра 10 (9) нижних частот через двухпозиционный переключатель 16, занимающий положение, показанное на чертеже (противоположно

с обмотками дифференциально-индуктив- 20 показанному), и резистор 19. Выходное

разноетно-интегрирующего преобразовани .

-

ного датчика 5 в обратной св зи. Под действием преобразуемой неэлектрической величины, например давлени , мембрана датчика 5 прогибаетс , в результате чего измен етс воздушный зазор между мембраной и сердечниками , следствием этого вл етс изменение значений полных сопротивлений обмоток датчика. Ввиду малых значений лрогибов мембраны изменением актив ных составл ющих полных сопротивлени обмоток датчика в первом приближении можно пренебречь. Таким образом, в процессе преобразовани индуктивност L каждой из обмоток датчика, соответствующа нулевому значению преобразуемой величины, измен етс , причем индуктивность одной увеличивает свое значение на 4L, индуктивность друсой уменьщает на такое же значег кие AL.

В случае идентичного и линейного преобразовани относительное изменение индуктивностей обмоток дифференциального датчика, пр мо пропорциональное значению преобразуемой неэлектрической величины, может быть выражено следующим образом

UT

и,

- иг н- и.

(1) 50

где и,(иг)

выходное посто нное нап- р жение фильтра нижних частот 9 (10). 55

Отношение (1) в предлагаемом устройстве реализуетс путем применени варианта метода двухтактного

напр жение операционного усилител 14, вл ющеес интегралом разности (суммы) указанных напр жений, сравниваетс с нулевым уровнем с помощью компаратора 12 напр жений, который в моменты их равенства вырабатывает импульсные сигналы, управл ющие работой двухпозиционного переключател 16. При равенстве значений резисторов 18 и 19 дл двух тактов интегрировани справедливо соотноще- ние

35

(2)

Из выражений (1) и (2) следует.

что

t-i - t-i

(3)

JL

L TO

Выражение (3) показывает, что относительное изменение индуктивности обмоток дифференциального датчика и, -следовательно, значение преобразуемой неэлектрической величины пр мо пропорционально интервалу времени t 1 - t

г

При

этом результат преобразовани не зависит от амплитуды и частоты напр жени питани обмоток датчика. Интервал времени t 1- ti, вл ющийс информативным сигналом преобразовател , может быть измерен с помощью любого из известных цифровых методов.

Claims

Формула изобретен и

Индуктивный измерительный преобразователь , содержащий генератор

переменного напр жени , два опера- ционных усилител , дифференциальньш . индуктивный датчик, фазочувствитель- вый детектор, первый, фильтр нижних частот и фазовращатель, причем гене- ратор выходом подключен к входу фазовращател и к входам операционных усилителей, в цепи обратной св зи которых включены обмотки диф- ференциального индуктивного датчика, а выход первого операционного усилител через фазочувствительный детектор подключен к входу первого фильтра нижних частот, при этом выход фазовращател подключен к управл ющему входу детектора, отличающийс тем, что, с целью повьше- ни точности преобразовани , в него введены второй фазочувствительный детектор, второй фильтр нижних частот , двухпозиционный переключатель.

C.t/ir/2

sF- - A

интегратор, выполненный в виде one-. рационного усилител с емкостью в цепи обратной св зи, генератор пр моугольных импульсов и компаратор, при этом выход второго операционного усилител через второй фазочувстви- тельньй детектор, второй фильтр нижних частот подключен к первому входу двухпозиционного переключател , второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, а выход подключен к входу интегратора, к которому подключен также выход генератора пр моугольных импульсов, при этом выход интегратора соединен с входом компаратора, выход которого подключен к управл ющему входу двухпозиционного переключател , причем управл ющий вход воторого фазочувст- вительного детектора соединен с вторым выходом фазовращател .

То