SU400809A1 - Высокочастотный фазовый детектор ультразвуковых расходомеров - Google Patents

Description

1

Известны высокочастотные фазовые детекторы ультразвуковых расходомеров, содержащие два трансформатора, конденсаторы, сопротивлени , .выпр мительные элементы, фильтры и нагрузочную цепь.

Предлагаемое устройство отличаетс  тем, что Первичные обмотки трансформаторов, индуктивности которых настроены в резонанс ра-бочей частоте, включены па выходы оконечпых каскадов соответствующих каналов фазометра , а вторичные ненастроенные обмотки выполнены идентичными, включены параллельно друг другу через балластные сопротивлени  и подключены к детекторным входам.

На чертеже показана схема детектора.

Детектор состоит из трансформаторов Тр1 и Тр2, балластных сопротивлений , выпр мительных диодов Д1 и Д2, реостатноемкостпых фильтров С1-С5 и С2-R6 и нагрузочной цепи, состо щей из сопротивлений R7, R8 и микроамперметра М.

Высокочастотные напр жени  f/i и U, разность фаз которых измер етс  фазовым детектором , поступают на него через оконечные каскады OKI и ОК2 усилительно-стабилизирующих .каналов фазометра.

Оба трансформатора дл  обеспечени  симметричности выполн ют строго идентичными. Каждый из них содержит нагрузочную -и две детекторные обмотки

и 1Г„, и Гд„ 1Гд2.

. И W,,,

причем

W,.W,, W,;

(1) (2) W,, W,r W,, W,, W,.

Р1пдуктпвность „1 нагрузочной обмотки WH вместе с емкостью включенного параллельно ей конденсатора СЗ составл ет настроенный резо.нансный контур,  вл ющийс  нагрузкой первого оконечного каскада OKI. Соответственно индуктивность 1,н2 нагрузочной обмотки Wii2 вместе с емкостью параллельно включенного ей конденсатора С4 составл ет настроенный резонансный контур,  вл ющийс  нагрузкой второго оконечного каскада ОК2.

На детекторные обмотки поступают напр жени  f/i и t/o с некоторым коэффициенто1М тр.ансформации. Так как услови  () и (2) выполнены, то при равенстве выходных напр жений оконечных каскадов OKI и ОК2 по амплитуде амплитуды напр жений всех четырех детекторных плеч будут равны:

U,,U,(J,, U,U,

(3) (4)

и - 0 и,г- - .

t/o - выходное напр жение оконечных каскадов, стабилизированное по амплитуде;

п - коэффициент трансформации, равный отношению витков нагрузочной WH и детекторной W; обмоток, т. е.

п W ,

Чтобы обеспечить симметрию векторометрических узлов, балластные сопротивлени  выбирают одинаковой величины, так же как и элементы фильтров.

Так как детекторные обмотки и И/да включены параллельно друг другу однонол рными выводами, то два верхних детекторных плеча вместе с балластными сопротивлени ми 1 и 3 составл ют суммовый .векторометрический узел детектора. Векторна  сумма на пр жений этих плеч выпр мл етс  диодом Д1 и фильтруетс  реостатно-емкостной ценочкой С1-R5. Так как величина балластных сопротивлений обычно на лор док меньше сопротивлени  Rf, фильтра, то выпр мленна  величина векторной суммы напр жений У + определ етс  выражением:

и - 1/1+cos Дс cos , (6)

Ti f тТ1

где /Сд - посто нный коэффициент диодного выпр млени , близкий к 1, определ емый здесь в основном соотношением ве.тичин балластных сопротивлений и сопротивлени  фильтра R Детекторные обмотки W и W включены параллельно друг другу разнонол рными выводами, поэтому два нижних детекторных плеча вместе с балластными сопротивлени ми и составл ют разностный векторометрический узел детектора. Векторна  разность напр жений плеч выпр мл етс  диодол Д2 и фильтруетс  цепочкой С2-R6.

Выпр мленна  величина векторной разности L/ определ етс  выражением:

- тй - (7)

Выходное .напр жение фазового детектора Одет, равное разности потенциалов отрицательных электродов диодов Д1 ,и Д2, измер етс  но току нагрузочной цепи микроамперметром М. Это напр жение определ етс  выражением:

fcos

). (8)

-. sm

п 2

Чтобы исключить взаимосв зь оконечных каскадов OKI и ОК2 усилителей фазометра, необходимо выдержать следующее соотношение между коэффициентом трансформации п, балластным солротивлением б, внутренним сопротивлением R оконечного каскада и максимально допустимой относительной погрешностью измерений е:

f Rj

(9)

п 5 0,5 У Кб

Трансформаторна  св зь детекторных входов с выходами оконечных каскадов усилителей фазометра при настройке в .резона(НС индуктивности .нагрузочной обмотки трансформатора детектора Обеспечивает режим литейного детектировани  .практически во всем рабочем диапазоне измерени  фазы- от О до гл Параллельное включение обмоток позвол ет цолностью симметрировать схему фазового детектора , исключа  погреш.ности измерений

при колебани х температуры.

Взаимное вли ние выходов око.нечных каскадов каналов фазометра, а, следовательно, и погрешности исключаютс  благодар  применению пониженной трансформации нагрузочной обмотки с детекторными обмотками и балластных сопротивлений между параллельно соедин емыми детекторными обмотками.

Пред.мет изобретени 

Высокочастотный фазовый детектор ультразвуковых расходомеров, содержащий два трансформатора , конденсаторы, сопротивлени , выпр мительные элементы, фильтры и нагрузочную цепь, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  релсима линейного детектировани  и повышени  точности измерени , а также с целью обеспечени  сим.метричпости работы схемы, первичные обмотки трансформаторов , индуктивности которых настроены в резонанс рабочей частоте, включены на выходы оконечных каскадов соответствующих каналов фазометра, а вторичные ненастроенные обмотки трансформ.аторов выполнены идентичными,

включены параллельно друг другу -через балластные сопротивлени  и подключены к детекторным входа м.