ПЕРЕТВОРЮВАЧ ВИМІРЮВАЛЬНИЙ ПІН-01

Опис

Перетворювач ПІН-01 (рис. 155) призначений для перетворення комплексної взаємної індуктивності диференційно-трансформаторних датчиків в уніфікований сигнал напруги або сили постійного струму з безперервною автоматичною корекцією похибки, що вноситься зміною частоти сигналів і параметрів харчування датчика.
Перетворювач працює в комплексі з автоматичним самопишущим або показує приладом (КСД1, КПД1 або іншими пристроями) і диференційно-трансформаторних датчиком,
перетворює параметри неелектричних величин, таких як вакуум, тиск, перепад тиску, витрата, тяга, натиск газу або рідини і т. п. в сигнали змінного струму промислової


./- дифференцирующее пристрій; 2, 3 — вимірювальні ланцюга відповідно А і В; ^ -устройство Формування сигналу відхилення;

5 — пристрій формування сигналу корекції; б-пристрій, що підсумовує
На рис. 156 приведена структурна схема перетворювача, що реалізує описаний алгоритм. Напруга змінного струму ua надходить на вимірювальну ланцюг А (рис. 157), де здійснюються Гальванічне розділення, прецизионное випрямлення, фільтрація і формування вихідного сигналу у вигляді напруги постійного струму :.

ua = k-ua.


Напруга ub надходить на вхід дифференцирующего пристрою, який формує на виході напруга, пропорційне вхідного ub і частоті /. Ця напруга подається на вимірювальний ланцюг В, аналогічну вимірювального ланцюга А. Напруга з її виходу надходить на пристрій формування сигналу відключення, яке виробляє напругу U, пропорційне відхиленню ub, і / від номінальних значень Uso і ^ о шляхом порівняння напруги з виходу вимірювального ланцюга з опорним сигналом ubo —


Вихідні сигнали вимірювальної ланцюга А і пристрою формування відхилення подаються на пристрій формування коригуючого сигналу, де шляхом функціонального перетворення виробляється сигнал корекції:


З допомогою підсумовує пристрої здійснюється корекція сигналу вимірювального ланцюга А шляхом складання цього сигналу з сигналом корекції 1 / с.
Вимірювальна ланцюг А складається з наступних основних пристроїв: пристрої гальванічної
розв’язки, формувача модуля-нормує підсилювача і фільтра низької частоти.
Пристрій гальванічної розв’язки є операційний підсилювач (ОП) DA1, охоплений послідовної негативним зворотним зв’язком по змінному струмі через розділовий трансформатор Ti.
На неінвертуючий вхід ОП надходять різниця вхідного сигналу ua і напруга зворотного зв’язку, яке індукується в обмотці W2 трансформатора Ti під впливом магнітного потоку, створюваного в муздрамтеатрі трансформатора під впливом вихідного струму ОУ DA1, що протікає по обмотці Wi трансформатора.
Инвертирующий вхід DA1 через конденсатор Ci з’єднаний з змінному струмі з шиною Про VI.
завдяки великому коефіцієнту посилення ОУ Uw2 — ua.
Струми, що протікають по обмотках W2, ^ 3 і W4 малі завдяки великим еквівалентним опорам в ланцюгах цих обмоток. Внаслідок цього падіння напруги на активних опорах обмоток під впливом протікають струмів набагато менше в порівнянні з вихідним напругою. Тому напруга на виході трансформатора uti = Uw3 + Uw4 = 2 кт ua, (k = 0,480 ± 2%).
ОУ охоплений глибоким негативним зворотним зв’язком по постійному струму за допомогою резистора ri, що з’єднує вихід ОУ з інвертується входом. При цьому інвертується вхід ОП закорочен по змінному струмі на шину Про VI через конденсатор Ci. Призначення зворотного зв’язку-знизити до мінімального значення постійну складову вихідної напруги ОП для того, щоб уникнути появи порівняно великих струмів підмагнічування трансформатора Ti, які привели б до насичення


-розетка сніав
ню трансформатора, і, крім того, до різкого підвищення споживаної всім вузлом потужності.
У ланцюг основний негативного зворотного зв’язку-вихід ОУ, розділовий трансформатор, джерело вхідного сигналу, інвертується вхід ОП включена ланцюг Re Сз Кз, коригуюча АЧХ ОУ з розімкненим зворотним зв’язком, що забезпечує стійкість ОУ з замкнутої зворотним зв’язком і звуження смуги пропускання всього вузла. Це знижує рівень високочастотних перешкод і шуму на виході пристрою гальванічної розв’язки. Крім того, ланцюг Rg C§, пропускає без спотворень сигнали змінного струму з частотою 50 Гц (частота вхідного сигналу) і послаблює високочастотні сигнали.
Формирователь модуляції нормирующий підсилювач побудований на двох ОУ DA3.1 і DA3.2. При негативному вхідному сигналі діод VD1 (має малий зворотний струм) закритий, а діод VD2-відкритий. Схема охоплена загальною негативним зворотним зв’язком. Напруга на вході інвертується ОУ DA3. 1 за рахунок дії зворотного зв’язку підтримується рівним ubx., Що і визначає вихідну напругу схеми.
При позитивному вхідному сигналі діод VD1 закритий, а VD2-відкритий. Тепер ОУ DA3.1 діє як повторювач, а ОУ DA3.2 як інвертор.
Фільтр низької частоти є фільтр Баттерворта 3-го порядку і складається з двох звеньев- фільтра 2-го порядку на ОУ DA3.3, зібраного по схемою Саллі-Кі і ланки 1-го порядку на ОУ DA3.4, яке є загальним для основної та допоміжної вимірювальних ланцюгів.
Вимірювальна ланцюг В складається з наступних основних пристроїв: дифференцирующего пристрої, пристрої гальванічної развякі, формувача модуля — нормує підсилювача , фільтра низької частоти і схеми порівняння.
Дифференцирующее пристрій являє собою дифференциатор, що складається з ОУ DA2.2, конденсатора Се і резисторів R22 і R46- Значення елементів Сб і R.22 такі, що забезпечують на частоті 50 Гц модуль коефіцієнта передачі , що дорівнює одиниці. Для того щоб забезпечити регулювання коефіцієнта передачі дифференциатора (а разом з ним і всієї допоміжної вимірювального ланцюга) в невеликих межах (± 5%), включений підлаштування резистор


R46.
Конденсатор Cg, включений паралельно входу дифференциатора, не спотворює вхідні сигнали з частотою 50 Гц, але знижує рівень високочастотних перешкод.
За допомогою резистора Кд коригується АЧХ ланцюга зворотного зв’язку таким чином, що ОУ DA2.2 працює стійко. Конденсатор € 7 звужує смугу пропускання дифференциатора, а тим самим знижує рівень високочастотних перешкод на виході дифференциатора.
Пристрій гальванічної розв’язки, формувач модуля-нормуючий перетворювач і фільтр низької частоти вимірювального ланцюга В аналогічні відповідним вузлам вимірювального ланцюга А.
Схема порівняння є двовходовий інвертується підсилювач, побудований на ОУ DA5.1. На його перший вхід подається негативна напруга ub з виходу вимірювального ланцюга В. На другий вхід надходить позитивне опорна напруга.
Пристрій формування коригуючого сигналу складається з функціонального перетворювача і інвертора.
Функціональний перетворювач реалізований на мікросхемі DA6 525ПСЗД.
інвертор є ОУ DA5.2 в инвертирующем включенні.
Суммирующее пристрій виконує одночасно наступні функції: підсумовування сигналів вимірювальної ланцюга А, коригуючого пристрою і сигналу, що компенсує зміщення, введеного в основну вимірювальну ланцюг з виходу фа-зовращателя; компенсацію зсуву «нуля» датчика, що підключається до перетворювача; реалізацію другої ланки фільтра низької частоти.
Вторинний джерело живлення побудований на мікросхемі DA8, що представляє собою автогенератор, керуючий двома вбудованими силовими польовими транзисторами. Мікросхема працює таким чином, що через силові транзистори мікросхеми первинні обмотки трансформатора Т з поперемінно підключаються до напруги харчування перетворювача (+5 В).
На вторинних обмотках трансформатора Tg формується знакозмінні напруження, що має форму меандру, яке за допомогою відповідних діодів і конденсаторів перетворюється в постійну напругу.
Мікросхема DA8 працює в режимі зі зниженою частотою перетворення 500 ± 50 кГц.
Технічні характеристики
Межі зміни напруги сигналу на вході А перетворювача Про … 450 мВ . Межі зміни

напруги сигналу на вході В перетворювача 334 … 432 мВ. Межі зміни частоти сигналів на входах А і В перетворювача 49 … 51 Гц. Межі зміни вихідного сигналу перетворювача 4 … 20 мА постійного струму (режим з струмовим виходом) або Про … 4 В напруги постійного струму (режим з потенційним виходом).
Межа допустимої основної зведеної похибки перетворювача не перевищує ± 0,6% при наступних умовах експлуатації; температурі навколишнього повітря 20 «С; відносної вологості від 45 до 75%; атмосферному тиску від 86 до 106 кПа; напрузі живлення перетворювача 5 В. За нормирующее значення приймається: для режиму з струмовим виходом 16 мА; для режиму з потенційним виходом 4 В.
Межа допустимої додаткової похибки перетворювача в робочих умовах експлуатації:
викликаної зміною температури навколишнього повітря не перевищує половини межі допустимої основної зведеної похибки на кожні 10 °, в діапазоні температур від 5 до 50 ° С; викликаної впливом зовнішнього змінного магнітного поля напруженістю 400 А / м, не перевищує половини межі допустимої зведеної основної похибки.
Перетворювач забезпечує необхідні характеристики після закінчення часу встановлення робочого режиму, рівного 10 с.
Вхідні опору перетворювача: входу А не менше 5 МОм; входу В не менше 1 МОм.
Перетворювач зберігає свої характеристики при активному опорі навантаження перетворювача: не менше 2 кОм при роботі в режимі з потенційним виходом; не більше 600 Ом при роботі в режимі з струмовим виходом.
Перетворювач зберігає свої характрістікі при зсуві фаз між вхідними сигналами 83 °.
Харчування перетворювача — від джерела постійного струму напругою 5 В.
Потужність, споживана перетворювачем від джерел живлення, не перевищує: 300 мВт в режимі з потенційним виходом; 700 мВт в режимі з струмовим виходом. Час перехідного процесу при скачко-
образному зміні вхідного сигналу не перевищує 3 с. Електричний опір ізоляції ланцюгів виробу відносно корпусу та між будь-якими електрично роз’єднаними ланцюгами повинно бути не менше: 20 МОм при температурі навколишнього повітря 20 ° С і відносній вологості не більше 80%;
5 МОм при температурі навколишнього повітря 50 ° С і відносній вологості не більше 50 … 80%. Маса перетворювача не більше 0,4 кг. Габаритні і установочні розміри перетворювача 180х110х30 мм. Загальний вигляд і габаритно-настановні розміри наведені на рис. 158. Середнє напрацювання на відмову не менше 10 000 годин. Середній термін служби перетворювача 12 років.

Рис 158 Загальний вигляд і габаритно-настановні розміри
По стійкості до кліматичних впливів перетворювач відповідає виконанню УХЛ категорії розміщення 4 по ГОСТ 15150. Перетворювач відповідає: по захищеності від впливу навколишнього середовища-групі В4 по ГОСТ 12997; за стійкістю до дії атмосферного тиску-групі Р1 по ГОСТ 12997; по стійкості до механічних впливів-групі L3 по ГОСТ 12997.
Перетворювач не призначений для роботи у вибухонебезпечних і пожежонебезпечних приміщеннях, що містять в повітрі домішки агресивних парів і газів.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *