Способ преобразования выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импульсный и устройство для его реализации

(iii 738141

Союз - Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено16.02.78 (2!) 2582363/18-21

i (5! )М. Кд.

H 03 К 7/08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР (23) П риоритет

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20 (53) УДК 621.

373 44 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 30.05.80

Е. И. Чернов и В. Г. Арнаутов (72) Авторы изобретения

Рязанский филиал !1ентрального опытно-конструкторского и технологического бюро ГОСНИТИ (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

ДИФФЕРЕ HIIHA ЛЬ НОГО ТРА НСФИРМА ТОРА

В ШИРОТНО-HM ПУЛЬСНЫЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

1.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в устройствах автоматического контроля и измерения различных неэлектрических величин

Известен способ снятия показаний дифференциального трансформатора, заключающийся в том, что на его первичную обмотку подается стабилизированное переменное напряжение. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется и измеряется.

Известно устройство, представляющее собой последовательное соединение стабилизатора переменного напряжения, дифференциального трансформатора, вьтпрямителя и измерительного прибора (lj

Известен также способ преобразования выпрямленного напряжения вторичной обмотки дйфференциального трансформатора в широтно-импульсный сигнал путем периодического сравнения его с сигналом пилообразной формы и регистрации интервалов времени между тактовыми момента- ми и моментами: сравнения (2J

Однако промежуточное преобразование переменного сигнала вторичной обмотки .дифференциального трансформатора в постоянный неизбежно ведет к дрейфу нуля, что ухудшает точность преобразования.

Кроме того, известное устройство требует наличия высокоточного стабилизатора переменного напряжения и высокоточного выпрямителя.

Наиболее близким к предлагаемоьту по технической сущности является способ т основанный на преобразовании положения сердечника дифференциального трансформатора во времейной интервал, йри этом за начало .временнбго интервала берут тактовый момент, с которого начинают равномерно перемещать сердечттик второг î дифференциального трансформатора из его крайнего положения, а за конец - мо мент равенства амплитуд сигналов вторичных обмоток первого и второго дифференциальных трансформаторов. Устрой- ство, реализующее этот способ, содержит два, дифференциальных трансформатора, з 73814 первичные обмотки которых подключены к источнику переменного напряжения, а их вторичные обмотки через выпрямителик компаратору, и электродвигатель, ротор которого механически связан с сердечником второго дифференциального трансформ атора (3)

Недостаток этих способа и устройства заключается в необходимости перемещения сердечника второго дифференциапьного ур трансформатора. При этом вводится механическая система с эпектродвигатепем и предъявляются жесткие требования к идентичности характеристик дифференциальных трансформаторов. В результате этого вся измерительная система имеет большие габариты и вес, потребляет много энергии, не обеспечивает высокого быст родействия и точности. Кроме того, это устройство не позволяет обеспечивать функциональное преобразование сигнала.

Uenr изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что из исходного сигнала путем его сдви- 25 га формируют опорный сигнал и вспомогательный сигнал, соответствующий сигналу со вторичной обмотки дифференциального трансформатора при крайнем положении его сердечника, и определяют начапо временного интервала в момент равенства опорного и вспомогательного сигнала, а конец — в момент равенства опорного и сигнала со вторичной обмотки дифференциального трансформатора при текущем положении его сердечника, а также тем, что в устройство, содержащее поспедоватепьно соединенные источник переменного напряжения, дифференциальный трансформатор и компаратор, введены второй 4р компаратор, две фазосдвигающие цепи и элемент И, йричем выходы первого и второго кбмпараторов подключены ко входам элемента И, их первые входы через первую фазосдвигаюшую цепь соединены с вы- 5 ходом источника переменного напряжения, второй вход введенного компаратора через вторую фазосдвигающую цепь подключен к источнику переменного напряжения.

На фиг. 1 изображена структурная схе-5р ма устройства дпя преобразования выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно импульсный; на фиг. 2диаграммы, поясняющие его работу.

Предпагаемый способ закпючается в том, что опорный сигнал, полученный в

pe; ynüòàòå сдвига на некоторый фазовый

- угол переменного сигнала с первичной обмотки дифференциального трансформа

1 4 тора, сравнивают с сигналом, соответствующим сигналу с выхода дифференциал ного трансформатора при крайнем попожении его сердечника, а также с текущим значением сигнала его вторичной обмотки. Временной интервал между моментами сравнения регистрируют в виде им пульса, длительность которого равна дпитепьности этого интервала.

Устройство работает следующим образом.

В момент tq равенства опорного сигнала Р свыходафазовойцепи 6 и вспомо6 гатепьного сигнала Ц с выхода фазовой цепи

5, осуществляющей сдвиг фазы сигнала на Л /2,. компаратор 4 срабатывает и. формирует на элементе Ц 7 передний фронт выходного импульса

U КЬ Sic(t+96)t где Цоз соответственно амплитуда и частота сигнала с выхода источника 1; фазовы и угол, на к от оры и сдвигает фазовая цель 6 выходной сигнап источника 1 (на фиг. 2 принято ЧЬ вЂ”- 0); коэффициент передачи цепи 6 .

Кь

Ц .=К U сои о, 5 5 4 где К5 — коэффициент передачи пепи 5.

Ь =-си-с1

1 (g

В момент равенства опорного сигнала Ц и сигнала (3 с выхода дифференциального трансформатора 2 на эпеУстройство для преобразования выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импульсный содержит источник 1 переменного напряжения, дифференциальный трансформатор 2, компараторы 3 и 4, фазосдвигающие цепи 5 и 6 и элемент И 7. Компаратор 3 выходом подключен к одному из входов элемента И 7, первые входы компараторов 3 и 4 через фазосдвигающую цепь

6 соединены с выходом источника 1. Компаратор 4 выходом подключен ко второму входу элемента И 7, д вторым входом через фазосдвигающую цепь 5 — к выходу источника 1. Первичная обмотка дифференциального трансформатора 2 соединена с выходом генератора 1.

5 . 738141 6 менте И 7 формируетсл задний фронт им- - мать функциональное преобразование), в пульса дифференциальных манометрах и т.п.

U =Ц„а x suu4, — коэффициент пропорциональности;

Х вЂ” перемещение сердечника относительно электрической нейтрали дифференциального трансформатора 2.

10 где си -К„Милль

4 = — си.с,о

2 Ю ь К со 9

6 Ь!

Выходного импульДлительност ь Г са равна (<<5 ох) Кьс О Б М ь

+ К -КУЮ с Х-К ™1((Ь

Положим К б =а Y „ „„, „=О, тогда

Т а(х„„а„,-хЖ С„= — агсЛ.р

Ь vnax

При (АХ „О1.„«К

u uu a ах

Х -Х=g. — - — =G тог4 а вах в к

Ь ю

Обозначим да С„= с1.

На фиг. 2 обозначено; U, 04 — сигналы на выходах компараторов 3 и 4; — сигнал на выходе элемента И 7; 40

02 05 и Ug — c@Tнапы На выходах со-. ответственно вторичной обмотки трансформатора 2 и фазосдвигающих цепей 5 и 6.

Устройство, преобразующее выходной сигнал дифференциального трансформатора . 45 в широтно-импульсный и позвопяющее обеспечить функциональное преобразование сигнала, может найти применение во многих датчиках, где используются дифференциальные трансформаторы, напри- g0 мер, в ротаметрах (при этом для обеспечения линейного выхода следует приниФормула изобретения

1. Способ преобразования выходного сигнала дифференциального трансформатора в широтно-импульсный, заключающийся в преобразовании положения сердечника дифференциального трансформатора во временной интервал„о т л ичающийс я тем, что,сцельюповышения точности, из исходного сигнала путем его сдвига формируют опорный сигнал и вспомогательный сигнал, соответствующий сигналу со вторичной обмотки дифференциального трансформатора при крайнем положении его сердечника, и опредепяют начало временного интервала в момент равенства опорного и вспомогательного сигналов, а.конец - в мо-. мент равенства опорного и сигнала со вторичной обмотки дифференциального трансформатора при текущем положении его сердечника.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее последовательно соединенные источник переменного напряжения, дифференциальный трансформатор и компаратор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй компаратор две фазосдвигающие цепи и элемент И, причем выходы первого и второго компараторов подклкнены ко входам элемента

И, их первые входы через первую фазосдвигающую цепь соединены с выходом источника переменного напряжения, второй вход введенного компаратора через вторую фазосдвигающую цепь подключен к источнику переменного напряжения..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шидлович Л. Х. Дифференциальные трансформаторы и их применение.

N., "Энергия", 1966, с. 57.

2. Авторское свидетельство СССР

% 320038, кл. Н 03 К 7/08, 27.05.70.

3. Шидлович Л. Х. Дифференциальные трансформаторы и их применение. И., Энергия, 1966, с. 70.