SU398008A1 - Преобразователь выходных сигналов параметрических датчиков в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к системам автоматического контрол  и управлени  про.извсдственными процессами.

Известны преобразователи выходных сигналов параметрических датчиков в код, содержащие измерительный и опорный параметрнческ ,ие датчики, матрицу сопротивлений, нульорган , коммутационные ключи, блок угфавлени  и регистрации.

Существующие устройства либо содержат выпр мители   инерционные фильтры, ллбо требуют импульсного питани  датчиков ст генератора специальной . В первом случае снижаетс  быстродействие преобразовател , во втором - требуетс  специальный ген-ератор питани  датчиков.

С целью повышени  быстродействи  и точности , в предлагаемый преобразователь введены измерительный и опорный интеграторы с разр дными ключами, входы которых через синхронно управл емые ключм подключены соответственно к выходным обмоткам измерительного и опорного параметрических датчиков . Выход измерительного интегратора соединен со вторым входом нуль-органа. Выход опорного интегратора подключен к входу матрицы сопротивлений. Один вход блока управлени  и регистрации соединен с опорным параметрическим датчиком, другой вход - с выходам нуль-органа. Выходы блока

управлени  и регистрации присоединены к управл ющим входам коммутационных, синхронно управл емых и разр дных ключей.

Блок-схема устройства приведена на чертеже .

Устройство содержит датчики / и 2, опорный ч измерительный X соответстзенно; матрицу сопротивлений 5 с коммутационными ключами; блок автоматического управлени  и регистрации 4, управл емые ключи 5 .и б, ин10 теграторы - опорный 7 и измерительный S с разр дными ключами 9 и 10, нуль-орган //.

Работа устройства протекает Ц 1клическ1. Каждый цикл преобразовани  равен одному

5 периоду тока, питающего датчики, и разбиваетс  на три этапа. В исходном состо н управл емые ключи 5 и б разомкнуты и разр дные ключи 9 и 10 отключены. В первичной цепи датчиков протекает ток i l,,,.

Первый этап. В момент /о, когда напр жение на выходе датчиков равно нулю, блок автоматического управлени  и регистрации 4 замыкает ключи 5 и 5 и на вход интеграторов поступает напр жение с выходных обмоток

5 датчиков. Происходит интегрирование полуволн синусоидального напр жени . На выходе интеграторов образуютс  напр жени 

Uo U)/,,,

30

6/ U)/,,,M.H2,

где MO const, MX и„, - вз имные индуктивности между обмотками датчиков; Л, и Лз-масштабные коэффициенты интеграторов .

Г

В момент /1 /о + ,у КЛЮЧИ 5 и & размыкаютс , и напр жени  Ux и Uo запоминаютс  на емкост х пам ти .интеграторов 7 и 8.

Второй этап. В момент /i с помощью блока автоматического управлени  и регистрации начинаетс  коммутаци  ключей матрицы сопротивлений 3 (коммутационных ключей) аналого-цифрового преО|бразовател , встроенного в блок автоматического управлени . Когда выходное напр жение Ux измерительного .интегратора 8 уравновешиваетс  напр жением , поступающим с выхода матриды сопротивлени  3, сигнал с нуль-органа // поступает в блок автоматического управлени  и регистрации 4, который арекращает коммутацию ключей матрицы сопротивлений.

Положению ключей однозначно соответствует код п, регистрируемый в блоке автоматического управлени  и регистрации:

,

и.

,

п - к.

к..

А 1

где: - коэффициент пропорЛ (/Ид

циональности.

Величина кода п пропорциональна  взаимной индуктивности обмоток измерительного датчика и не зависит от нестабильности напр жени , питающего датчики. Врем  кодиТ ровани  выбирают из услови 

скольку взаимна  индуктивность функционально св зана с измер емым параметром X, код п однозначно соответствует параметру X.

Третий этап. В момент tz кодирование и считывание кода заканчиваютс . Разр дные ключи 9 .и 10, замыка сь, разр жают емкости пам ти интеграторов, после чего снова размыкаютс . На этом полный цикл прео.бразовани  заканчиваетс . В момент tz to + T начинаетс  следующий цикл, который протекает так же, как предыдущий. Продолжительность 5 полного цикла преобразовани  равна одному лериоду тока, питающего датчики. В существующих устройствах преобразование происходит за 6-10 периодов. Быстродействие предложенного преобразовател  выше на пор док.

10 При этом не требуетс  специального генератора питани  датчиков. В устройстве благодар  применению интеграторов как элементов пам ти измер емое Ux и опорное UQ напр жени  не пульсируют, следовательно, погрешность преобразовани , св занна  с пульсаци ми на выходе фильтров, исключаетс . Дл  питани  датчиков можно использовать импульсы произвольной формы (пилообразные, пр моугольные и т. д.) и большой скважности. При этом значительно повышаютс  быстродействие и чувствительность, а также исключаетс  погрешность нелинейности преобразовани , по вл юща с  при импульсном питании.

Пpea мет изобретени 

Преобразователь выходных сигналов параметрических датчиков в код, содержащий измерительный и опорный параметрические датчики, соединенные последовательно, матрицу сопротивлений, выход которой присоединен к одному входу нуль-органа, коммутационные ключи, блок управлени  и регистрации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности, он содержит измерительный и опорный интеграторы с разр дными ключами, входы которых через синхронно управл емые ключи подключены соответственно к выходным обмоткам измерительного и опорного параметрических датчиков, выход измерительного интегратора соединен со вторым входом нуль-органа, выход опорного интегратора подключен ко входу матрицы соиротивлений; один вход блока управлени  и регистрации соединен с опорным параметрическим датчиком, другой - с выходом нуль-органа, а выходы блока управлени  и регистрации присоединены к управл ющим

входам коммутационных, синхронно управл емых и разр дных ключей.