SU907448A1 - Измерительный преобразователь - Google Patents

Description

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к измерению неэлектрических величин электрическими методами и может быть использовано , например, в емкостных измерител х влажности текстильного продукта. Известны измерительные преобразователи , основанные на применении мостовых схем переменного тока с индуктивной св зью, где используетс  изме рительный трансформатор, в котором 1две первичные обмотки составл ют плечи моста, а во вторичной обмотке индуцируетс  выходное напр жение мосто вой схемы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь с индуктивной св зью, состо щий из генератора синусоидальных колебаний, измерительного моста с индуктивной св зью, выход которого соединен с одним из входов усилител , другой вход соединен с общей точкой схемы, а выход усилител  соединен со ВХОДОМ фазочувствительного детектора, выход которого соединен с указателем 1 . Недостатком этого измерител   вл етс  узкий диапазон измерени  контролируемого элемента. Цель изобретени  - расширение пределов измерени  преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измерительный преобразователь , содержащий генератор синусоидального напр жени , трансформаторный мост с индуктивной св зью между плечевыми обмотками, соединенный с одним из входов усилител , введен фазосдвигающий элемент, а в качестве усилител  выбран дифференциальный усилитель , первый вход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, второй вход дифференциального усилител  соединен с выходом фазосдвигающего элемента, вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напр жени . На фиг. 1 представлена структурна  схема измерительного преобразова тел ; на фиг. 2 - кривые напр жений (1 и 2 на входе операционного усилител , соединенного с выходом моста, -опорное напр жение, поступающее на другой вход операционного усилител ) на фиг. 3 кривые (пунктирные) зави симости амплитуды выходного напр жени  операционного усилител  от величины емкости датчика (кривые 2 и 3 ..отличаютс  друг от друга тем, что в одном случае опорный синусоидальный сигнал находитс  в фазе, а Е другом случае - в противофазе по отношению к напр жению, поступающему от вторич ной обмотки трансформатора мостовой схемы). Измерительный преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напр жени , измерительный мост 2 переменного тока с индуктивной св зью, конденсаторный датчик 3 влажности, фазосдвигающий элемент 4, и дифферен циальный усилитель 5 напр жени , Переменный резистор 6 служит дл  регулировки амплитуды напр жени  на вы-, ходе измерительного моста 2. Устройство работает следующим образом , Измерительный мост 2 образован из плеч 7(Li), 3(LQ), 9(С), 10(C(i) и 11(С2,). Обмотки индуктивностей L и L 0 имеют противоположные направлени  и намотаны на общем сердечнике, на котором имеетс  также вторична  об мотка 12 (LJ). В уравновешенном состо нии токи в индуктивност х L V, и l(j по частоте, фазе и величине-равны. При этом ввиду противоположных направлений намот ки и равенства витков L  И 1лих действи  взаимно компенсируютс  и величина ЭДС в обмотке 12(1з) равна нулю. инвертирующем входе дифференциального усилител  5 амплитуда сигнала равна нулю, а на неинвертирующий вход поступает синусоидальное напр жение с фазосдвигающего элемента k. Тогда на выходе усилител  5 возникает сигнал, амплитуда которого соответствует величине емкости С,. Когда величина С, изменилась и стала равной CJ , токи в обмотках L/j и Lrt не равны. В обмотке Lj индуктируетс  ЭДС, амплитуда которой зависит от степени изменени  емкости C/j. Эта ЭДС поступает на инвертирующий 9 4 вход усилител  5- Величина сигнала на выходе усилител  5 в каждый момент соответствует алгебраической сумме сигналов на инвертирующем и неинвертирующем входах дифференциального усилител  5- Поскольку опорный сигнал имеет посто нную амплитуду, котора  всегда больше амплитуды на выходе измерительного моста, одинаковую с нею частоту и фазу, на выходе усилител  всегда имеетс  сигнал переменного тока, наименьшее значение которого соответствует наибольшему сигналу моста, когда его фаза совпадает с фазой опорного сигнала. Амплитуда на выходе усилител  5 будет наибольшей при наибольшем значении сигнала на выходе моста, когда он в противофазе с опорным сигналом. Все промежуточные значени  выход- . ного сигнала линейно завис т от величины С, включа  момент, когда мост находитс  в равновесном состо нии . Работу измерительного преобразовател  можно представить уравнением: 1 e6bix Egb,y.sinuJt К ЕОП+НЕ) Sinwt, где egjji и Е , - мгновенное и амплитудное значени  напр жени  на выходе преобразовател ; Кц, - коэффициент передачи усилител ; коэффициент, пропорциональный изменению С,, измен ющийс  в пределах -1 -1. h 1 ; амплитуда сигнала на выходе моста; ( JJ - углова  частота напр жени  генератора; амплитуда опорного напр жени , имеющего частоту ,0 и сдвиг фаз с напр жением генератора 4-0,1. Из формулы видно, что при условии ЕОП амплитуда выходного напр жени  преобразовател  в процессе . изменени  величины h (пропорциональной С) не проходит через нулевое значение, т.е. сигнал & , не измен етс  по фазе. Данное устройство позвол ет расширить диапазон измерени  емкости конденсаторов путем использовани  общих наклонных частей рабочей характеристики моста.

Claims (1)

1. Быстродействующие электронные Компенсационно-мостовые приборы. М., Энерги , 1970, с. 116 (прототип).

2

.J

mifi C. Cjmax Фи8.Ъ