SU913270A1

SU913270A1 - Measuring converter of alternating current to frequency

Info

Publication number: SU913270A1
Application number: SU802942746A
Authority: SU
Inventors: Vladimir M Katusov
Original assignee: Vladimir M Katusov
Priority date: 1980-05-05
Filing date: 1980-05-05
Publication date: 1982-03-15

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам' для измерения постоянного тока и напряжения с преобразованием измеряемой величины, в частоту следования импульсов, и может быть использовано, ⁹например, для преобразования напряжения термопар в частоту импульсов в высокоточных астатических дискретных регуляторах температуры.The invention relates to measuring equipment, namely to a device 'for measuring the DC voltage and converting the measured value into a pulse repetition rate, and can be used, for example ^9, for converting the voltage of thermocouples in high-frequency pulses astatic discrete temperature controllers.

Известен гальванометрический индукционный измерительный преобразователь постоянного тока в частоту, содержащий высокочастотный электронный генератор и гальванометр, к подвижной _1$катушке (рамке) которого жестко при- . креплен короткозамкнутый виток, расположенный в электромагнитном поле катушки обратной связи электронного генератора [1]. _χ A galvanometric inductive measuring converter of direct current to frequency, containing a high-frequency electronic generator and galvanometer, to a mobile _{$ 1} coil (frame) of which is rigidly attached to, is known. fixed short-circuited coil, located in the electromagnetic field of the feedback coil of the electronic generator [1]. _χ

В известном измерительном преобразователе гальванометр работает в обычном аналоговом режиме измерения, поэтому при использовании серийныхIn the known measuring transducer, the galvanometer operates in the usual analog measurement mode, therefore when using serial

22

приборов из-за недостаточной величины их классов точности известное устройство не обеспечивает требуемой точности преобразования из-за вариации показаний от трения, упругого последействия пружин или растяжек и других факторов даже при термостатировании, а электронный генератор для температурной стабилизации частоты требует применения специального термостатирования, что значительно усложняет его эксплуатацию.devices because of the insufficient size of their accuracy classes, the known device does not provide the required conversion accuracy due to variation of indications from friction, elastic aftereffect of springs or stretch marks and other factors even during thermostating, and an electronic generator for temperature stabilization of the frequency requires the use of special thermostating, which significantly complicates its operation.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерительный преобразователь постоянного тока в частоту, содержащий две катушки, расположенные в неравномерном магнитном поле постоянного магнита под некоторым углом к друг другу, соединенные со входом преобразователя, и усилитель, поддерживающий автоколебания катушек, вход которого подключен к выводам одной катушки,The closest technical solution to the invention is a measuring converter of direct current to frequency, containing two coils located in a non-uniform magnetic field of a permanent magnet at some angle to each other, connected to the input of the converter, and an amplifier that supports self-oscillation of the coils, the input of which is connected to the terminals of one coils,

33

а выход связан с выводами другой и выходом преобразователя.and the output is connected to the terminals of the other and the output of the converter.

Высокая точность измерительного преобразователя обеспечивается значительной добротностью его механической колебательной системы Г2}.The high accuracy of the measuring transducer is ensured by the high quality of its mechanical oscillatory system G2}.

Недостатком известного измерительного преобразователя является то, что электромагнитное затухание, возникающее под действием наводимой в катушках рамки ЭДС самоиндукции «при перемещении в магнитное поле постоянного магнита, значительно увеличивается при измерении постоянных напряжений милливольтового диапазона от источников с малым*, порядка десятков и менее Ом, выходным сопротивлением, значительно уменьшая добротность системы и, соответственно, стабильность преобразования устройства.A disadvantage of the known measuring transducer is that the electromagnetic attenuation arising under the effect of self-induced EMF induced in the coils when moving to a magnetic field of a permanent magnet increases significantly when measuring constant voltages of a millivolt range from sources with a small *, of the order of tens or less Ohms, output resistance, significantly reducing the quality factor of the system and, accordingly, the stability of the conversion device.

Целью изобретения является повышение точности преобразования, особенно в милливольтовом диапазоне· напряжений источников с малым выходным сопротивлением.The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion, especially in the millivolt range of · voltage sources with low output impedance.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительном преобразователе постоянного тока в частоту, ‘содержащем подвижную катушку, расположенную в неравномерном магнитном поле постоянного магнита, соединенную со входом преобразователя, й усилитель, выход которого соединен с выводами подвижной катушки и выходом преобразователя, усилитель полнен в виде триггера с двумя мыми входами и подключенного кThis goal is achieved by the fact that in the measuring converter of direct current to frequency, containing a moving coil located in an uneven magnetic field of a permanent magnet connected to the input of the converter, there is an amplifier, the output of which is connected to the terminals of the moving coil and the output of the converter, is complete trigger with two my inputs and connected to

выходу реле с двумя переключающими контактами, причем противоположные выводы контактов попарно соединены и подключены ко входу преобразователя, а средние связаны с выводами подвижной катушки, и дополнительно введены два фотодатчика, выход каждого из которых соединен с одним из входов триггера, выход которого подключен к выходу преобразователя, а к указанной катушке жестко прикреплен флажок-экран;the relay output with two switching contacts, the opposite pins of the contacts are connected in pairs and connected to the converter input, and the middle ones are connected to the moving coil terminals, and two photo sensors are additionally added, the output of each of which is connected to one of the trigger inputs, the output of which is connected to the converter output , and the screen-checkbox is rigidly attached to the specified coil;

На чертеже схематически представлено устройство измерительного преобразователя.The drawing shows schematically the device of the measuring transducer.

Измерительный преобразователь постоянного тока в частоту содержит подвижную катушку 1, расположенную в неравномерном магнитном поле постоянного магнита 2, подвешенную на растяжках или кернах 3 и 4, триггерMeasuring converter DC to frequency contains a moving coil 1, located in an uneven magnetic field of a permanent magnet 2, suspended on stretch marks or cores 3 and 4, trigger

913270913270

выпряегоstraighten

4four

5 с двумя прямыми входами и реле 6 с двумя переключающими магнитоуправляемыми контактами 7 и 8, подключенное к выходу триггера 5, два неподвиж5 ных фотодатчика 9, 10, выход каждого из которых соединен с одним из указанных входов триггера 5. К катушке 1 жестко прикреплен флажокэкран 11, изменяющий поочередно5 with two direct inputs and a relay 6 with two switching magnetic contacts 7 and 8, connected to the output of the trigger 5, two stationary photosensors 9, 10, the output of each of which is connected to one of the specified trigger inputs 5. To the coil 1 the screen is rigidly attached 11, alternating alternately

10 при крайних положениях катушки освещенность фотодатчиков 9, 10, создаваемую внешним источником света.10 at the extreme positions of the coil, the illumination of the photosensors 9, 10, created by an external light source.

Противоположные выводы контактов 7, 8 реле 6 попарно соединены и под15 кпючены ко входу 12 преобразователя, а средние соединены 'с выводами катушки 1. Выходом 13 датчика является выход триггера 5·The opposite pins of contacts 7, 8 of relay 6 are pairwise connected and connected to input 12 of the converter, and the middle ones are connected to the terminals of coil 1. Output 13 of the sensor is the trigger output 5 ·

₄ Измерительный преобразователь _м постоянного тока в частоту работает ₄ Measuring transducer _m DC to frequency running

следующим образом.in the following way.

При отсутствии на входе 12 преобразователя измеряемого постоянного тока или напряжения подвижная катуш25 ка 1 расположена так, что флажок-экран 11, прикрепленный к катушке 1, находится между фотодатчиками 9, 10 и их освещенность максимальна. При этом триггер 5 находится в одном изIf there is no measured direct current or voltage at the input 12 of the transducer, the moving coil 1 is located so that the screen-checkbox 11 attached to the coil 1 is between the photosensors 9, 10 and their illumination is maximum. In this case, the trigger 5 is in one of

30 устойчивых состояний, а реле 6 в положении, когда переключающие контакты 7, 8 замкнуты (в одном из направлений). При подаче на вход 12 преобразователя измеряемого постоянного тока или напряжения и их увеличении, увеличивается ток, протекающий по катушке 1» и начинает возрастать угол ее отклонения в направлении, определяемым первоначальным устойчивым состоянием триггера 5 и по· ложением переключающих контактов 7 и 8 реле 6.30 steady states, and relay 6 in the position when the switching contacts 7, 8 are closed (in one direction). When a measured DC current or voltage is applied to the converter input 12 and increases, the current flowing through the coil 1 increases and the angle of its deviation in the direction determined by the initial steady state of the trigger 5 and increases by the switching contacts 7 and 8 of the relay 6 begins to increase.

При этом флажок-экран 11 перемещается в сторону одного из фотодатчиков, например фотодатчика 10, и приWhen this checkbox-screen 11 moves in the direction of one of the photosensors, for example the photosensor 10, and

⁴⁵ достижении измеряемым током или напряжением некоторого определенного значения уменьшит освещенность этого фотодатчика 10, что вызывает изменение выходного сигнала фотодатчика. ^45, when a measured current or voltage reaches a certain specific value, the illumination of this photo sensor 10 will decrease, which causes a change in the photo sensor output signal.

⁵⁰ Под действием изменения выходного сигнала фотодатчика произойдет опрокидывание триггера 5 в противоположное первоначальному устойчивое состоя ние и изменение положения переключаю⁵⁵ щих контактов 7 и 8 реле 6, что вызывает изменение направления тока в катушке 1 и изменение направления ее перемещения (вращения). При сохране5 913270 6 ⁵⁰ Under the action of a change in the output signal of the photo sensor, flip-flop 5 will revert to the opposite original steady state and change the position of the switching contacts ⁵⁵ and 7 and 8 of relay 6, which causes a change in the direction of the current in coil 1 and a change in the direction of its movement (rotation). When saved5 913270 6

нии измеряемым током или напряжением постоянного значения, определяющего порог срабатывания преобразователя, или при их увеличении флажок-экран 11 далее изменяет освещенность фото- 5 датчика 10, триггер 5 и реле 6 переключается в первоначальное состояние, катушка 1 вновь изменяет направление перемещения и, таким образом, входит в автоколебательный режим с <0 частотой, пропорциональной значению измеряемого постоянного тока или напряжения. Изменением углового расстояния между фотодатчиками можно регулировать частоту импульсов 15 на выходе 13 преобразователя при постоянном значении измеряемой величины и его порог срабатывания, при котором катушка 1 входит в автоколебательный режим. 20When measured by the current or voltage of a constant value that determines the pickup threshold of the converter, or when they are increased, the flag-screen 11 further changes the illumination of the photo sensor 5, the trigger 5 and the relay 6 switches to its original state, coil 1 again changes the direction of movement and thus , enters self-oscillation mode with <0 frequency proportional to the value of the measured direct current or voltage. By changing the angular distance between the photosensors, you can adjust the pulse frequency 15 at the output 13 of the transducer at a constant value of the measured value and its threshold at which coil 1 enters the self-oscillatory mode. 20

Наличие у преобразователя стабильного регулируемого порога срабатывания при использовании преобразователя в астатических дискретных системах регулирования существенно кThe presence of a stable adjustable response threshold in the converter when using the converter in astatic discrete control systems is essential to

упрощает схему ввода в синхронизацию в них и значительно повышает точность регулирования, например, температуры, по сравнению с известными системами регулирования. }оsimplifies the scheme of input into synchronization in them and significantly improves the accuracy of regulation, for example, temperature, in comparison with the known regulation systems. }about

Использование преобразователя позволяет также расширить диапазон высокоточного преобразования постоянного напряжения в частоту до единиц милливольт.The use of the converter also makes it possible to expand the range of high-precision conversion of DC voltage to frequency up to millivolts.

Claims

Claim

Measuring converter DC to frequency, containing a moving coil located in a non-uniform magnetic field of a permanent magnet, connected to the input of the converter, and an amplifier, the output of which is connected to the terminals of the moving coil and the output of the converter, 'characterized in that the amplifier is designed as a trigger with two direct inputs and a relay connected to its output with two switching contacts, with the opposite terminals of the contacts connected in pairs and connected to the input of the converter, and the middle ones are connected to the moving coil pins, and two additional photosensors are added, the output of each of which is connected to one of the trigger inputs, the output of which is connected to the output of the converter, and a flag-screen is rigidly attached to the specified mobile coil .