Патент ссср 400809

400809 ь

f (1 1

1 !

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.V,1965 (№ 1009434/26-10) М, Кл. 6 Olf 15/06

Н 03d 13/ОО с присоединением заявки №

Государотвенныи комите1

Совета Министров ССР во делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 01.Х.1973. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 5.II.1974

УДК 621.376.239:

:681.121.8(088.8) Автор изобретения

H. И. Бражников

Конструкторское бюро «Цветметавтоматика»

Заявитель

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР

УЛ ЪТРАЗВУКО ВblХ РАСХОДОМ ЕPO В

Индуктивность L„l нагрузочной обмотки

Wl вместе с емкостью включенного параллельно ей конденсатора СЗ составляет наст10 роенный резонансный контур, являющийся нагрузкой первого оконечного каскада ОК1.

Соответственно индуктивность L„2 нагрузочной обмотки W„2 вместе с емкостью параллельно включенного ей конденсатора С4 со15 ставляет настроенный резонансный контур, являющийся нагрузкой второго оконечного каскада ОК2.

На детекторные обмотки поступают напря20 жения U> и U с некоторым коэффициентом трансформации. Так как условия (l) и (2) выполнены, то при равенстве выходных напряжений оконечных каскадов ОКI и ОК2 по амплитуде амплптуды напряжений всех четы25 рех детекторных плеч будут равны: л> дЕ дд де о ц о л

Известны высокочастотные фазовые детекторы ультразвуковых расходомеров, содержащие два трансформатора, конденсаторы, сопротивления, .выпрямительные элементы, ф ильтры и нагрузочную цепь.

Предлагаемое устройство отличается тем, что первичные обмотки трансформаторов, индуктивности которых настроены в резонанс рабочей частоте, включены на выходы оконечных каскадов соответствующих каналов фазометра, а вторичные ненастроенные обмотки выполнены идентичными, включены параллельно друг другу через балластные сопротивления и подключены к детекторным входам.

На чертеже показана схема детектора.

Детектор состоит из трансформаторов Tpl и Тр2, балластных сопротивлений R l — R4, выпрямительных диодов Д1 и Д2, реостатносмкостных фильтров Cl — C5 и С2 — R6 и нагрузочной цепи, состоящей из сопротивлений

R7, R8 и микроамперметра М.

Высокочастотные напряжения U< и Uq, разность фаз которых измеряется фазовым детектором, поступают на него через оконечные каскады ОКI и ОК2 усилительно-стабилизирующих .каналов фазометра.

Оба трансформатора для обеспечения симметричности выполняют строго идентичными.

Каждый из,них содержит нагрузочную и две детекторные обмотки

I I н1 и Вд1, %д1 W„g и Вдд Вд2 причем

W„,=W =W„; (1) W, Wт — — W Кде=W (2) 400809 где U — выходное напряжение оконечных каскадов, стабилизированное по амплитуде;

n — коэффициент трансформации, равный отношению витков нагрузочной

W, и детекторной Ю ;, обмоток, т. е. и: (5) ит, Чтобы обеспечить симметрию векторометрических узлов, балластные сопротивления выбирают одинаковой величины, так же как и элементы фильтров.

Так как детекторные обмотки W < и WÄ включены параллельно друг другу однополярными выводами, то два верхних детекторных плеча вместе с балластными сопротивлениями Ri и R3 составляют суммовый векторометрический узел детектора. Векторная сумма напряжений этих плеч выпрямляется диодом

Д1 и фильтруется реостатно-емкостной цепочкой Cl — R5. Так как .величина, балластных сопротивлений обычно на порядок меньше сопротивления Яб фильтра, то выпрямленная величина векторной суммы напряжений У+определяется выражением:

У вЂ” л 1/1 + 1 = д о и 2 У где К вЂ” постоянный коэффициент диодного выпрямления, близкий к 1, опрсделяемый здесь в основном соотношением величин балластных сопротивлений и сопротивления фильтра Яб.

Детекторные обмотки W; и W, включены параллельно друг другу разнополярными выводами, поэтому два нижних детекторных плеча вместо с балластными сопротивлениями R> и R< составляют разностный векторометрический узел детектора. Векторная разность напряжений плеч выпрямляется диодом

Д2 и фильтруется цепочкой С2 — Яб.

Выпрямленная величина векторной разнос1и U определяется выражением:

U = = / 1 — cosh = " sin — . (7)

Кд о Кл о

Выходное .напряжение фазового детектора

U.„равное разности потенциалов отрицательных электродов диодов Д1,и Д2, измеряется по току нагрузочной цепи микроамперметром М. Это напряжение определяется выражением:

n (2 2 J

Чтобы исключить взаимосвязь оконечных

5 каскадов ОК1 и ОК2 усилителей фазометра, необходимо выдержать следующее соотношение между коэффициентом трансформации и, балластным сопротивлением R;, внутренним сопротивлением R; оконечного каскада и мак10 симально допустимой относительной погрешностью измерений е: и -05 - / б

15 Трансформаторная связь детекторных входов с выходами оконечных каскадов усилителей фазометра при настройке в резонанс индуктивности .нагрузочной обмотки трансформатора детектора обеспечивает режим литей20 ного детектирования практически во всем рабочем диапазоне измерения фазы — от 0 до л.

Параллельное включение обмоток позволяет полностью симметрировать схему фазового детектора, исключая погрешности измерений

25 при колебаниях температуры.

Взаимное влияние выходов оконечных каскадов каналов фазометра, а, следовательно, и погрешности исключаются благодаря чрименению пониженной трансформации нагрузоч30 ной обмотки с детекторными обмотками и балластных сопротивлений между параллельно соединяемыми детекторными обмотками.

Предмет изобретения

Высокочастотный фазовый детектор ультразвуковых расходомеров, содержащий два трансформатора, конденсаторы, сопротивления, выпрямительные элементы, фильтры и нагру40 зочную цепь, отличающийся тем, что, с целью обеспечения режима линейного детектирования и повышения точности измерения, а также с целью обеспечения симметричности работы схемы, первичные обмотки трансформато45 ров, индуктивности которых настроены в резонанс рабочей частоте, включены на выходы оконечных каскадов соответствующих каналов фазометра, а вторичные ненастроенные обмотки трансформаторов выполнены идентичными, 50 включены параллельно друг другу через балластные сопротивления и подключены к детекторным входам.

400809

М/д1

Редактор Б. Федотов

Текред Л. Грачева Корректор А. Степанова

Заказ 119/7 Изд. № 2057 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2