Измерительный преобразователь
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4У 1 01 1 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3483785/24-21 (22) 10.08.82 (46) 23.05.85.Бюл.У 19 (72) А.Г.Бурик (53) 621.317.7 (088.8) (56)1.Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи, М., "Советс- кое радио", с. 179, рис. 3.24.
2. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред. П.В.Новицкого, Л., "Энергия", 1975, с.136, рис.6-1. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬН11Й ПРЕОБРАЗОВА fEJIb, содержащий первый сумматор, выход которого соединен с входом прямого преобразователя, а первый вход - с выходом обратного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос. ти преобразования, в него дополнительно введены регулируемый источ иик опорного напряжения, второй сумматор с тремя входами, первый из которых подключен к выходу прямого преобразователя, второй - к вы„„SU„„4 A ходу источника опорного напряжения, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом прямого преобразователя, второй - с выходом первого интегратора, входом соединенного с выходом второго сумматора, а выход - с выходной шиной, второй интегратор, вход которого через нормально разомкнутый управляемый коммутатор, соединен с выходной шиной, а выход - с третьим входом второго сумматора, инвертирующий усилитель с тремя входами, первый иэ которых соединен с выходом второго интегратора, второй - с выходной шиной, третий - с выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с входом обратного преобразователя, нормально замкнутый управляемый коммутатор, через который первый вход первого сумматора подключен к входной шине, и генератор .тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам управляемых коммутаторов °
1 11574
Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для преобразования контролируемдс величин в величины, удобные для измерения. S
Известен измерительный преобразователь, содержащий прямой преобразователь, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу 10 обратного преобразователя, а вьпсод " к входу усилителя, выход которого соединен с выходной шиной и через цепь обратной связи с входом обратного преобразователя 1.1).
Недостатком данного измерительного преобразователя является снижение точности преобразования при изменениях пороговых значений зоны нечувствительности характеристики ®О преобразонания, например вследствие дрейфа нуля усилителя.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительный преобразователь, содер" жащий первый сумматор, выход которого соединен с входом прямого преобразователя, первый вход — с вьгодом обратного преобразователя, усилитель, вход которого подключен к выходу прямого преобразователя, а выходк входу обратного преобразователя и к измерительному прибору, а второй вход сумматора подключен к входной шине через предварительный преобразователь (2).
Недостаткбм известного устройства является снижение точности преобразования при изменении пороговых значений эоны нечувствительности характеристики преобразования, приведенных к входу прямого преобразователя.
Цель изобретения — повьппение точ ности преобразования, Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобраэо45 ватель, содержащий первый сумма" тор,: выход которого соединен с входом прямого преобразователя, а первый вход — с выходом обратного преобразователя, дополнительно введены регулируемый источник опорного напряжения, второй сумматор с тремя входами, первый из которых подключен к вы ходу прямого преобразователя, -второйк вьисоду источника опорного напряжения, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом прямого преобразователя, второй " с выходом первого интегратора, входом соединенного с выходом второго сумматора, а выход — с выходной шиной, второй интегратор, вход которого через нормально разомкнутый управляемый коммутатор соединен с выходной шиной, а выход - с третьим входом второго сумматора, инвертирующий усилитель с тремя нходами, первый из которьпс соединен с выходом второго интегратора, второй — с выходной шиной, третий — с выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с входом обратного преобразователя, нормально замкнутый управляемый коммутатор, через котррый первый вход первого сумматора г дключен к входной шине1. и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам управляемых коммутаторов.
На чертеже приведена блок-схема измерительного преобразователя.
Измерительный преобразователь содержит первый сумматор 1, выход которого соединен с входом прямого преобразователя 2, а первый вход— с выходом обратного преобразователя 3. В него дополнительно введены регулируемый источник 4 опорного напряжения, второй сумматор 5 с тремя входами, один pý которых .подключен к выходу прямого преобразователя 2, второй — к выходу источника 4 опорного напряжения, третий сумматор б, первый вход которого соединен с выходом прямого преобразователя 2, второй — с выходом первого интегратора 7, входом соединенного с выходом второго сумматора 5, а выход - с выходной шиной, второй интегратор 8, вход которого через нормально разомкнутый управляемый коммутатор 9 соединен с выходной шиной, а выход — с третьим входом второго сумматора 5, иннертирующий . усилитель 10 с тремя входами, первый из которых соединен с выходом второго интегратора 8, второй - с выходкой шиной, третий — с выходрм источника 4 опорного напряжения, выход — с входом обратного преобразователя 3, нормально замкнутый управляемый коммутатор ll через который первый вход первого сумматора 1 подключен к входной шине, и генератор 12 тактовых импульсав, выход которого подключен к управляю
1 157
К оР= q y
В этом случае
--- G
3 шим входам управляемых коммутаторов 9 и 11.
Измерительный преобразователь работает следующим образом.
В такте измерения управляемые
5 коммутаторы 9 и ll находятся в нормальном состоянии, т.е. коммутатор 9 разомкнут, а коммутатор 11 замкнут.
При отсутствии входного воздействия (Ъ=О) выходные сигналы прямого преобразователя 2 равны нулю.
На .вход интегратора 7 от регулируемого источника 4 опорного напря-15 жения поступает напряжениеЦ„(например,О„ О ), что приводит к формированию на его выходе линейно возрас" тающего сигнала U„«, который через выходной сумматор 6, инвертирующий усилитель 10, обратный преобразователь 3, первый сумматор 1 подается на вход прямого преобразователя 2.
Выходной сигнал прямого преобразователя 0„ суммируется сумматором 5 опорным напряжением О„р . Увеличение дополнительного сигнала U происходит до момента времени, когда
U„-U,= О () М
Одновременно сумматором 6 формируется выходной сигнал измерительного преобразователя U алгебраическим суммированием сигналов U„ U
Для рассматриваемого случа равенство нулю выходного сигнала 0 обеспе- 5 чиваетая следующим об. азом.
Для .д", 4 а 6 4 к закон изменения выходного сигнала 0, с учетом передаточных функций элементов преобразователя, определяется
Ьр Ъ ср ° c, ьр6
469 4 предельноro свойства преобразования
Лапласа и в предположении, что величины G, 0„р и d", имеют вид ступенчатых функций, оп редел яе тс я как
Ьо co Ъо (U(<)3 =e pU(p)= — = — 0 — — о „. (ц уо о оо о "р о р-
После подстановки в формулу (2) выражений. для коэффициентов а„ Ь, и с,. получим
Кр-1
U (Ц= — С,— — 0 — o" (>) ф К P Ich где К " коэффициент преобразования прямого преобразователя 2; р — коэффициент преобразования обратного преобразователя 3.
Из формулы (3 1 следует, что для обеспечения независимости выходного сигнала 0 от выбора сигнала U„ð необходимо выполнить следующее условие
Таким образом, выполнение условия (4 ) позволяет исключить влияние порога чувствительности на точность измерительного преобразования.
При наличии входного воздействия (например, G, > О ) равенство (4) выполняется при увеличении сигнала
0„,„ на величину, пропорциональ" ную входному воздействию, что происходит в переходном режиме. В дальнейшем, при любом изменении контролируемой величины С, путем изменения
,дополнительного сигнала U „ поддерАо живается выполнение равенства (4).
4$
Где а; Ъ; н с,. — коэффициенты, определяемые параметрами измерительного преобразователя;
d"„ " приведенный. к входу прямого преобразователя 2 суммарный порог чувствительности измерительного преобразователя.
Установившееся значение выходного сигнала преобразователя на основании
Если входное воздействие отрицательной полярности 5 (О, то равенство (4) обеспечивается увеличением отрицательного значения сигнала
"ьоо
Таким образом, по окончании пере- . ходного процесса выходной сигнал измерительного преобразователя пропорционален входнолу воздействию.
В процессе функционирования вследствие воздействия внешних и внутренних возмущающих факторов происходит изменение порога чувствительности преобразователя. В этом случае по,является дополнительная ошибка иэ1 мерительного преобразования 4(1
1157469
ФО
4Ц, = — Ll
"Р g- Kp
Составитель A Ïó÷êoâñêèé
Техред Л.Коцюбняк
Редактор Н..Тупица
Корректор А.Зимокосов
Заказ
3363/44 Тираж 748
ВНИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Подписное
Филиал ППЛ "Патент", г„уж ород, ул.Проектная, 4
Для рассматриваемого измерительного преобразователя данная ошибка определяется как
D0=—
Ь
p ) где д " изменение порога чувствительности.
С целью исключения этой ошибки вводится цикЛ коррекции..
В такте коррекции коммутатор
11 размывается и исключает воздействие контролируемой величины С, а коммутатор 9 замыкается и обеспечивает подачу выходного сигнала LI на вход интегратора 8. В этом случае
U= аО
Интегратор 8 на основе сигнала ошибки HALI формирует корректирующий сигнал д(1„р, который на входе сумматора 5 и усилителя 10 обратной связи суммируется с сигналом Р„р, Корректирующий си гналь0„увеличи« вается по абсолютной величине до момента равенства нулю выходного сигнала 1.I= (I и запоминается до следующего цикла коррекции. Это происходит при увеличении (если д О) или уменьшении (если й(0 ) по абсолютной величине корректирующего сигнала на величину.
Таким обраэзбм, в такте коррекции производится периодическая коррекция условия (4 ), что позволяет исключить влияние на точность преобразования изменения порога чувствительности, следовательно отличия измерительного преобразователя обеспечивают повышение точности преобразования.
