ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.08.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
- |
46 - |
|
|
покоения преобразователя до и после коррекции |
соответственно. |
||
Для практической реализации |
комплексных |
сопротивлений Z , и |
|
Z 2 необходимо, чтобы все коэффициенты в |
/4/ |
были положительны, |
|
т . е . |
|
|
|
Тогда в пределе имеем максимально возможное А :
к=тЦт* .
Таким образом,
г а |
7 ? / ) + 2 ^ + |
J/{7;/)) |
|
• |
|
|||
Из /5/ |
следует, |
что |
2 а |
есть |
последовательная |
/?/Х-цепь |
||
о параметрами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 " ^ o I . ^ a = 2 ^ / ? Q i |
C = 7 j / / ? 0 |
, |
|
||||
где /?0 -коэффициент |
с размерностью |
|
сопротивления. |
|
||||
Задаваясь |
параметрами |
7^=7} и |
J J j 5 * / ^ «можно |
|
определить, что |
|||
являетоя активным сопротивлением |
|
|
||||||
|
^ = 2 ( J 3 a - J 3 , ) / ? 0 |
• |
|
|
|
|||
Схема коррекции имеет вид, представленный на рис.1,6. Настра - ивая указанную схему соответствующими элементами с учетом разброса параметров мембран / m, h , С0 1i можно получить желаемую ампли тудно-частотную характеристику /АЧХ/ скорректированной системы.
На рис.2 представлена в относительных единицах АЧХ мембраны /кривая I / , схемы коррекций /кривая 2/ и результируощая АЧХ сис темы /кривая 3 /, полученная для рассмотренной выше мембраны.
А,д6
8
6
И
2
О
-2
- 4
-6
О 2000 ШО
47
|
|
\ |
|
|
\ |
и |
г// |
\1 |
V\ |
\
6000 8000 10000 12000 ЙООО f,m
Рио .2 .
В ы в о д ы
Рассмотренная схема коррекции позволяет существенно рас «•
ширить |
до 3,5 раз |
частотный диапазон мембранных измеритель |
ных преобразователей. |
|
|
Применение схемы коррекции, пропускающей постоянную сос тавляющую сигнала, не препятствует статической калибровке дат чика. Кроме того, схема коррекции достаточно проста для практи-. ческой реализации и может быть размещена в корпусе датчика. Снижение чувствительности скорректированной системы незначи - тельно и может быть восполнено увеличением коэффициента усиле ния соответствующего регистрирующего прибора.
- 48 -
Л И Т Е Р А Т У Р А
1 . А. М. Т |
у р и ч и н. Электрические измерения неэлектрических |
|||
величин. Изд. |
"Энергия", 1966. |
|
||
2 . Р.Р.Х |
а р ч е |
н к о/Приборостроение, »• 2, 1956. |
||
3 . Л.Д.Г |
и |
К.В.К а р а н д е е в . |
Электрическая коррекция |
|
виброизмерительной аппаратуры. Изд.СОАН СССР, 1962. |
||||
4 . L . c . |
W |
i t t |
е,Т.Е. с о х • Э.И. |
"Контрольно-измерительная |
техника", * |
29, 1969 . |
|
||
- 49 -
С.С. Коралова |
J l ^ T U . 1сЗ:Ы>->. |
ОБ ОДНОМ МЕТОДЕ ПОВЫШЕНИЯ ЛИНЕЙНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ
Измерительные преобразователи с частотным выходом получают все большее распространение в информационно-измерительной тех нике. Наряду с рядом известных достоинств эти преобразователи обладают нелинейностью выходной характеристики, что затрудняет их применение в измерительных информационных системах.
Известно несколько методов уменьшения погрешности нелинейнос ти частотных преобразователей. Однако все эти методы либо не исключают полностью погрешность нелинейности, либо сложны в реализации.
Оказывается возможным значительно уменьшить погрешность не линейности в методе биений введением в"цепь9 одного из генерато ров корректирующего звена. При этом отпадает необходимость при менения дифференциальных датчиков, что значительно расширяет возможности этого метода /например, могут применяться такие дат чики как термометры сопротивлений/.
Рассмотрим схему измерительного преобразования "сопротивле ние-частота", приведенную на рисунке. В этой схеме : 1 - генера тор , управляемый по частоте сопротивлением;2 - корректирующее звено с выходом в виде напряжения постоянного тока, зависяще го от частоты генератора I ; 3 - генератор, управляемый по час тоте напряжением постоянного тока; 4 - линейный сумматор, да - ющий на выходе сигнал с частотой, равной разности частот генера торов 1 и 3.
- 50 -
Задача сводится к такому выбору характеристики корректирую щего звена, при которой частота выходного сигнала была бы про - порциональна измеряемой величине,т.е.
|
&f=ax+b. |
|
|
*1 |
|
Рассмотрим условия, при которых можно получить эту зависи |
|||||
мость. Для этой пели разложим функцию |
преобразования |
генерато |
|||
ра Ч F(x)=f0\ |
(1+х)~*'п |
в степенной ряд |
|
|
|
F(x}=F(0)+ |
L F ' { 0 ) X + L F ' [ 0 ) X > |
+ . . . |
|
|
|
Функция преобразования генератора 3 - |
Ф ( х ) |
/см.рисунок / |
|||
управляемого |
напряжением .неизвестна. Учитывая, |
что по |
структу |
||
ре этот генератор идентичен генератору I , функцию преобразова |
|||||
ния выходного |
сигнала |
можно представить |
также в виде |
ряда |
|
Ф(х) = Ф ( 0 ) 4 - | т ф ' ( 0 ) х + ] т Ф / ' ( о ) д : г + . .
Напряжение постоянного тока, управляющее генератором 3, дол жно зависеть от частоты генератора 1 , т.е.подчиняться закону
изменения функции преобразования звена коррекции |
L ( х ) |
. До |
|||||||
пустим, что |
частота |
генератора |
3 удовлетворяет' |
уравнению |
|||||
Выходной сигнал в этом случае определяется следующим выраже |
|||||||||
наем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. е д = Ф ( х ) - г ( х ) , |
|
|
|
|
|||
^И=[Ф(О)-Р(О)] + |
[ * М - ^ О ) |
х |
+ |
Ф1о) |
F"(O) |
х 2 |
+ . |
||
|
|
|
|
2 ! |
2 ! |
||||
Условием |
линейности является равенство нулю коэффициентов |
||||||||
перед членами, содержащими |
квадраты и большие |
степени |
х |
||||||
|
Ф " { 0 ) |
F"{0) |
= 0, |
|
|
|
|
|
|
|
" Т 1 |
2 ! |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф"'(0) |
F"'(0) |
='0. |
|
|
|
|
|
/ 2 / |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
3! |
|
|
|
|
|
|
|
На основании выражений /2/ определены условия закона изме-
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
51 - |
|
|
|
|
нения функции |
L[x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(о) |
|
|
|
|
|
|
|
>+1)(2п+1) |
|
|
|
|
|
L'(0)L"(0) |
/3/ |
|||||
|
|
|
|
|
ог |
|
|
2/7+1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для |
закона изменения функции |
L (х) |
получено следующее |
вы- |
|||||||||
ражение |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L(x)= |
|
1'« |
+ |
Ь)я |
|
|
|
|
/4/ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ту |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производные функции |
|
L (х) |
, |
начиная с цервой, удовлетворя |
|||||||||
ют условию линейности функции преобразования |
6 ( х ) |
изме - |
|||||||||||
рительного |
преобразователя. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Скорость |
изменения |
Цх) |
, |
выявленная выражением первой |
|||||||||
производной |
функции п р |
и |
х |
_ o f |
определяется |
значениями |
коэф |
||||||
фициента |
а |
, |
как это |
показано |
выражением |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
А'(0)=- fpi ~ |
an |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Л>2 |
|
|
|
|
|
|
Коэффш.иент а |
является |
определителем |
наклона статической |
ха |
|||||||||
рактеристики |
преобразователя, как |
следует из |
выражения |
/I/. |
Это |
||||||||
обстоятельство |
разрешает |
производить коррекцию нелинейности |
|||||||||||
характеристики преобразователя при заданной чувствительности. Структура схемы преобразования, параметры цепей и частот -
ные характеристики звеньев коррекции подобраны так, что частота сигнала на выходе преобразователя является линейной функцией, измеряемой величины при условии, что на вход преобразователя поступает линейный сигнал.
Предложенный метод является достаточно общим и может быть использопан пои проектировании измерительных преобразователей на базе RL- и £С-гет?раторов.