SU400807A1 - Фазометр ультразвукового расходомера - Google Patents

Description

1

В известных фазометрах ультразвуковых расходомеров дл  исключени  зависимости показаний от амплитуды измерений высокочастотные напр жени  прин тых сигналов -перед подачей их на фазовый детектор стабилизируетс  по амплитуде посредством диодных, стабилитронвых, транзисторных и ламповых ограличителей.

Динамический диапазол таких схем стабилизации недостаточен дл  промышленных условий функционировани  расходомера; значительны так же фазовые сдвиги, вносимые ограничител ми, что вызывает погрешности вследствие нарушени  фазовой симметрии каналов фазометра.

Предлагаемый фазометр позвол ет расширить динамический диапазон амплитудных колебаний прин тых сигналов путем регулировки усилени  входных каскадов системой АРУ, выполленной по диодно-транзисторной схеме сравнени  выходного высокочастотного напр жени  каналов фазометра со стабильным опорны.м напр жением посто нного тока.

С целью повышени  фазовой стабильности каналов фазометра и повышени  чувствительности АРУ, узел подачи высокочастотного напр жени  выполнен в виде повышающей обмотки , трансформаторно св занной с катушкой индуктивности выходного нагрузочного контура калала приемного усилител , а выход

транзисторного усилительного ключа подключен к входному каскаду канала приемного усилител . Кроме того, дл  повышени  стабильности

АРУ и точности фазометра, база транзисторного ключа подключена к емкостному фильтру , коллектор заземлен, а между э.миттером И коллектором включено сопротивление смеш;ени  утечки входного каскада канала усилител .

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого фазометра ультразвуковых расходомеров; на фиг. 2 - функциональна  схема одного из каналов приемного усилител  с узлом

АРУ фазометра ультразвуковых расходомеров .

Фазометр состоит из двух каналов У и Уприемного усилител , двух узлов автоматической регулировки усилени  АРУ, фазового-детектора (ФД) и регистрирующего самопишущего прибора (РП).

Разность фаз входных напр жений U((p+V) и U((f + V) сигналов, Прошедших по потоку и против него, пропорциональна  измер емому

расходу, измер етс  фазовым детектором (ФД) и регистрируетс  самописцем (РП).

Каждый из каналов приемного усилител  снабжен отдельным узлом АРУ, регулирующим коэффициент усилени  канала в зависимости от амплитуды .напр жени  сигнала. При

этом коэффициент усилени  должен автол1атически регулироватьс  в несколько дес тков раз.

Б канал усилител  с узлом АРУ вход т: входной каскад ВК с источником оо начального отрицательного смещени , выходной касказ ОК с нагрузочным высокочастотным трансформатором Тр, источник 0 онорного напр жени , диодно-транзисторна  схема сравневн  выходного напр жени  с опорным напр жением . Дл  повышени  стабильности -и предотвращени  самовозбуждени  усилитель на транзисторе ПП1, вход щий в эту схему, гальванически св зан по коллектору с управл ющей сеткой входного каскада ВК. Утечкой входного каскада ВК  вл етс  последовательно соединенные сопротивлени  Ri Rz, .на которые через конденсатор С1 поступает напр жение прин того сигнала. Вход схемы сравнени  трансформаторным Путем св зан с выходом канала. Схема состоит из последовательно соединенных управл ющей обмотки Wy, трансформаторно св занной с надстроенным нагрузочным контуром выходного каскада (состо щим из индуктивности нагрузочной обмотки WH и емкости параллельно включенного с ней конденсатора С2), опорного кремниевого стабилитрона Д1, вентильного элемента (диода) Д2 и конденсатора СЗ емкостного фильтра, к которому через сопротивление 3 включен базоэмиттерный вход транзисторного усилител  ПП1. Начальное отрицательное смещение на управл ющем электроде входного каскада ВК создаетс  делителем напр жени  отдельного источника со посто нного смещени . Транзисторный усилитель ПП1 питаетс  от стабилизированного с помощью кремниевого стабилитрона ДЗ напр жени  посто нного тока и работает по схеме с общим эмиттером в ключевом режиме, т. е. при отсутствии сигнала на входе (база - эмиттер) ток коллектора равен нулю. Поэтому до тех пор, пока отрицательные полупериоды высокочастотного налр лч;ени  на обмотке Wy не превыс т опорное напр жение на стабилитроне Д1, на входной каскад поступает управл ющее отрицательное смещение узла АРУ. Как только напр жение на обмотке Wy превысит стабилизированное напр жение посто нного тока, поддерживаемое стабилитроном Д1, разность этих напр жений в виде импульсов пропускаетс  на зар дный конденсатор СЗ и через балластное сопротивление з поступает на базу транзистора ПП1. По вл етс  ток коллектора, который проходит по цепи: коллектор-щасси-сопротивление Rz утечки входного каскада ВК-стабилитрон ДЗ питани  ПП1-эмиттер и повыщает отрицательный потенциал управл ющего электрода

ВК. Усиление ВК при этом автоматически уменьшаетс  до такой величины, при которой высокочастотное напр жение ла W,, и опорное на Д1 становитс  практически одинаковыми. В фазометре применен способ глубокой регулировки усилени  только по входньгм каскакадам приемно-усилительных каналов. Так как здесь напр жение входного сигнала сравнительно невелико (пор дка дес тков мв), то и незначительны фазовые искажени , обусловлен .ные нелинейностью динамической характеристики управл емого усилительного каскада, Дл  того чтобы обеспечить высокую глубину регулировки усилени  только по одному каскаду усилительного канала, уменьшим воздействие зоны нечувствительности узла АРУ, и тем самым повысить стабильность фазометра , трансформаторна  св зь меледу нагрузочным контуром, состо щим из емкости конденсатора С2 и индуктивности обмотки W- , и управл ющей обмоткой Wj выбрана повышающей . Предмет изобретени  il. Фазометр ультразвукового расходомера, содержащий фазовый детектор, двухканальный приемный усилитель и два узла автоматической регулировки усилени  (АРУ), отличающийс  тем, что, с целью поддержани  посто нства ВЫХОДНЫХ напр жений оконечных каскадов приемного усилител  и новыщени  точности фазометра, узел АРУ выполнен по диодно-транзисторной схеме сравнени  выходного высокочастотного напр жени  канала усилител  фазометра со стабильным опорным напр жением посто нного тока и содержит последовательно включенные вентильный элемент , узел подачи высокочастотного напр жени , кремниевый стабилитрон онорного напр  кени  и емкостный фильтр, к которому через балластное сопротивление подключен базоэмиттерный вход транзисторного усилительного ключа. 2.Фазометр по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности АРУ и повышени  фазовой стабильности каналов фазометра, узел подачи высокочастотного напр жени  выполнен в виде повышающей обмотки , трансформаторно св занной с катущкой индуктивности выходного нагрузочного контура канала приемного усилител , а выход транзисторного усилительного ключа подключен к входному каскаду канала приемного усилител . . 3.Фазометр по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности АРУ и точности фазометра, база транзисторного ключа одключена к емкостному фильтру, коллектор заземлен, а между эмиттером и коллектором включено сопротивление смещени  утечки входного каскада канала усилител .

Влод

ТУТУ

ECO

i//(V

Фиг. i .

r К