SU756313A1 - Измерительный преобразователь активной электрической проводимости в напряжение 1 2 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а точнее к устройствам для измерения активной электрической проводимости ДВУХПОЛЮСНИКОВ 5 на высокой частоте, например активной проводимости емкостных первичных измерительных преобразователей. Устройство может· быть использовано в качестве промежуточного иэмери- |θ тельного преобразователя в автоматизированных измерительных системах в различных отраслях промышленности.

Известен измерительный преобразователь активной проводимости двухполюсников на высокой частоте в сигнал напряжения постоянного тока, предназначенный для измерения активной проводимости первичного измерительного преобразователя [1] . Он выполнен на основе электронного автогенератора с параллельным колебательным контуром на выходе и диодным· выпрямителем напряжения, снимаемого с измеряемого двухполюсника.

Недостаток его заключается в нелинейности зависимости выходного сигнала от измеряемой проводимости, что не удовлетворяет требованиям стандартов Государственной системы промышленных приборов.

Указанного недостатка в значительной степени лишен известный преобразователь, выполненный на основе генератора с шунтирующим диодом, который принят в качестве прототипа. Он содержит электронный автогенератор тока высокой частоты с параллельным колебательным БСК контуром на выходе, узел шунтирующего диода, ограничивающий положительную полуволну напряжения на контуре, нагрузку, через которую проходит постоянная составляющая тока шунтирующего диода, и резистор, включенный между нагрузкой и отрицательной шиной питания преобразователя.

Один из элементов контура автогенеЮ ратора - конденсатор является первичным измерительным преобразователем, активная проводимость которого преобразуется в напряжение постоянного 25 тока на нагрузке. Узел шунтирующего диода состоит из диода, обычно импульсного,фил ьтрующего конденсатора для отвода переменкой составляющей тока на шину нулевого потенциала и источника опорного напряжения. Вы756313

3

ходное напряжение преобразователя

оказывается прямо пропорционально

измеряемой проводимости [2^.

Однако, как показала экспериментальная проверка, эта зависимость у известного преобразователя линейна только при малых значениях проводимости. Причиной нелинейности является изменение формы импульсов тока, проходящих через диод при больших проводимостях. Кроме того, параметры преобразователя сильно зависят от температуры окружающей среды.

Целью изобретения является улучшение линейности функции преобразования и снижение влияния¹ температуры окружающей среды.

Цель достигается тем, что, в измерительный преобразователь ак'тивной электрической проводимости в напряжение постоянного тока, содержащий автогенератор тока высокой частоты с параллельным колебательным ШК" -контуром на выходе, основной узел шунтирующего диода и нагрузку, соединенную с выходом основного узла шунтирующего диода, введен дополнительный узел шунтирующего диода, который включен встречно с основным узлом шунтирующего диода.

Преобразователь снабжен функциональным усилителем постоянного тока, вход которого подключен к выходу дополнительного узла шунтирующего диода,, а выход - к выходу основного узла шунтирующего диода.

На фиг. 1 изображена упрощенная принципиальная электрическая схема преобразователя, на фиг. 2 показан график зависимостей выходного напряжения преобразователя, основного и корректирующего сигналов от измеряемой проводимости, полученных на работе экспериментального образца предложенного преобразователя. ,

Преобразователь состоит из электронного автогенератора тока высокой частоты 1 с параллельным колебательным !_ С К -контуром 2 на выходе, один из элементов которого, например конденсатор, является первичным измерительным преобразователем основного узла 3 шунтирующего диода, включающего в себя диод 4, конденсатор 5 и

источник опорного напряжения б, дополнительного узла 7 шунтирующего диода, функционального усилителя постоянного тока 8, нагрузки 9, резисторов 10, 11, 12, источников питания и Е₂Работает преобразователь следующим образом.

Основной узел 3 шунтирующего диода ограничивает положительную полуволну напряжения на контуре 2, а дополнительный 7 - отрицательную. Выхода основного узла шунтирующего диода и усилителя 8 подключены к нагрузке 9 преобразователя, напряжение на которой является выход* ным сигналом преобразователя.

10

15

20

25

30

35

40

45

50.

55

60

65

4.

Переменный*ток постоянной сиЛы от автогенератора 1 проходит через контур 2 и узлы шунтирующих диодов, причем при положительной полуволне - через основной 3, а при отрицательной - через дополнительный 7. Выпрямленные диодами токи проходят через нагрузку 9 и резистор 11. Токи диодов в них при нулевом значении измеряемой проводимости компенсируются противотоками, подводимыми от источников· питания и Е₂ . через резисторы 10 и 12, так что напряжение на нагрузке 9 и резисторе 11 равны нулю. При увеличении активной проводимости первичного измерительного преобразователя доля переменного тока, проходящего через контур 2, увеличивается, поэтому токи на выходах узлов шунтирующих диодов ровно ца столько же уменьшаются, вследствие чего баланс токов в нагрузке 9 и резисторе 11 нарушается и на них возникает напряжение, почти прямо пропорциональное измеряемой проводимости (см. кривую А на фиг. 2). Напряжение с резистора 11 преобразуется усилителем 8 в постоянный ток, который проходит через нагрузку 9 и создает на ней дополнительное корректирующее напряжение. Зависимость этого напряжения от проводимости показана на фиг. 2 кривой Б.

Использование дополнительного узла шунтирующего диода улучшает линейность функции преобразования основного узла шунтирующего диода за счет повышения коэффициента прямоугольности напряжения на контуре и термостабильность автогенератора за счет улучшения симметричности полуволн напряжений и снятия перенапряжений на активном элементе автогенера-тора. Дополнительный функциональный усилитель постоянного тока устраняет остаточную нелинейность градуировочной характеристики преобразователя.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Измерительный преобразователь активной электрической проводимости

   в напряжение постоянного тока, содержащий автогенератор тока высокой частоты с параллельным колебательным ЕСК -контуром на выходе, основной узел шунтирующего диода и нагрузку, соединенную с выходом основного узла шунтирующего диода, о т л и ч а .ю-. щий с 'я тем, что, с целью улучшения линейности функции преобразования и снижения влияния температуры окружающей среды, в него введен дополнительный узел шунтирующего диода, который включен.Встречно с основным узлом шунтирующего диода.
2. 2. Измерительный преобразователь поп. 1, отличающийся тем, что он снабжен функциональным усилителем постоянного тока, вход которого подключен к выходу дополнительного узла шунтирующего диода,

   5 756313

   а выход - к выходу основного узла шунтирующего диода.