Время-импульсное множительно-делительное устройство. Стабилизатор переменного напряжения на оптроне. Исследование дифманометрического расходомера, страница 11

иф_ЧВ⁼Ь-1-ш-К2.

Исключить влияние изменения I и со на результат преобразования можно либо путем стабилизации I и со, либо путем деления иф_чв на I и со. Если датчик питается током с частотой сети или кратной ей, то исключать влияние изменение частоты можно только делением. Исключить влияние изменения тока питания можно и стабилизацией тока, и делением иф_чв на ток.

Функциональная схема устройства со стабилизацией тока питания датчика приведена на рис. 1.

На рис.1 введены следующие обозначения: Т.С. - трансформатор силовой; Ф -фильтр; ДЧ - делитель частоты; Д.зв. - дифференцирующее звено; ИЭН - источник эталонного напряжения; ФУПН - фильтрующий усилитель постоянного напряжения; РЭ — регулирующий элемент; Из.Ус. - избирательный усилитель; ПНТ1,ПНТ2 -преобразователь напряжения-ток; В - выпрямитель; Вх.С.ус - входной согласующий усилитель, ФСУ - фазосдвигающее устройство; Ус.о - усилитель-ограничитель; ФУН -формирователь управляющего напряжения; ФЧУ - фазочувствительный усилитель; К -корректор; Корнеизвл. - корнеизвлекающее устройство; ПНЧ - преобразователь напряжение-частота; Счетч. - счетчик;

Как видно из рис.12, управляющее ключами ФЧВ напряжение U_ynp формируется из напряжения, совпадающего по фазе с током. Поэтому для выделения полезной составляющей U_h ее надо сдвинуть по фазе с отставанием на угол 90 -s, как это показано на векторной диаграмме на рис.12.

Рис. 12, Векторная диаграмма, поясняющая влияние ФСУ1 на составляющие выходной сигнал ДТД U₀ и U_h; положение векторов U₀ и U _h относительно тока питания ДТД I до ФСУ;

Поскольку ФСУ является устройством интегрирующего типа (т.е. в передаточной функции ФСУ параметр частоты находится в знаменателе), то ФСУ исключает влияние частоты на полезную составляющую (за счет деления на частоту).

Устройства ДЧ., Ф, Д.зв., ИЭН, Из.Ус., ФУПН, РЭ, В - образуют стабилизатор переменного напряжения, после которого стоит ПНТ1, который питает ДТД током. Этот ток выбирается небольшим для снижения потребляемой прибором мощности. Краткое описание блоков функциональной схемы.

Входной согласующий усилитель имеет высокое входное сопротивление для исключения влияния соединительных проводов, соединяющих ДТД и прибор, и сопротивления меди вторичных обмоток ДТД, а также усиливает входной сигнал до нужного уровня.

Поскольку выходной сигнал ДТД пропорционален квадрату скорости вещества, идущего по трубопроводу, то для получения линейной выходной зависимости используется корнеизвлекающее устройство.

Как будет показано ниже, зависимость выходного сигнала ДТД от перемещения плунжера нелинейна, нелинейность у различных датчиков не превышает 3%. Для линеаризации этой зависимости служит корректор.

ПНТ2 необходим для передачи информации о мгновенном расходе на расстояние.

Для   подсчета   интегрального   расхода   вещества,   прошедшего   через трубопровод, предназначен преобразователь напряжение-частота и счетчик, который подсчитывыает число импульсов на выходе ПНЧ. Преобразователь напряжение-частота (ПНЧ).

Для нахождения интегрального расхода, т.е. какое количество вещества в \г прошло по трубопроводу, необходим интегратор. Он состоит из преобразователя напряжение-частота и счетчика, подсчитывающего количество импульсов на выходе ПНЧ.

Будем использовать преобразователь напряжение- частота на основе двухтактного интегрирования.

В первом такте интегрируется входное напряжение Ua, поступающее с выхода корнеизвлекающего устройства:

где R=R3=R4. Интегрирование протекает до термостабильного опорного напряжения Uo:

Из формулы (2) :