Устройство и работа преобразователя НП-П10
Общий вид преобразователя НП в зависимости от конструктивного исполнения приведен на рисунках 2, 3.
Основной конструкции преобразователя является алюминиевая обойма 4, к которой крепится пластмассовая передняя панель 1 и печатные платы 3 с радиоэлементами. С боков преобразователь закрывается двумя пластмассовыми крышками 2. На правой крышке (относительно передней панели) нанесена табличка с краткими техническими параметрами.
Для монтажа преобразователя на объекте служит скоба 5, прикрепленная к задней стенке обоймы 4 (для преобразователя настенного исполнения), или два уголка 7, прикрепленные к обойме сверху и снизу со стороны передней панели (для преобразователя шкафного исполнения). На скобе и нижнем уголке имеется винт 6 для заземления преобразователя.
Все элементы оперативного контроля и регулирования преобразователя, а также элементы для внешних соединений на объекте расположены на передней панели.
На передней панели располагаются: клеммная колодка 8 для коммутации цепей датчика, разъем 7 для подключения напряжения питания и разъем 4 для подключения нагрузи, индикатор наличия питания 2, контрольные гнезда 3, корректоры «нуля» 5 и чувствительности 6, информационная табличка 1.
Клеммная колодка цепей датчика 8 служит для подключения линии связи с датчиком. Подключение производится зажимом под винт. Сверху клеммная колодка закрывается крышкой 9.
Информационная табличка 1 предназначена для нанесение обслуживающим персоналом служебных надписей, поясняющих назначение и место использования преобразователя
Регулировка «нуля» и «чувствительности» преобразователя производится с помощью корректоров >0< соответственно через отверстия в передней панели с отверткой.
Контрольные гнезда «Контр» служат для оперативного контроля выходного сигнала преобразователя с помощью внешнего прибора.
На передней панели нанесено также условное обозначение преобразователя, номинальная статическая характеристика преобразования, диапазоны изменения входного и выходного сигналов.
Схема внешних соединений преобразователя приведена на рисунке 5.
Блок схема преобразователя приведена на рисунке 1.
Преобразователь имеет два канала преобразования - основной канал и канал коррекции.
Основной канал служит для преобразования сигнала дифференциально-трансформаторного датчика ДТ в выходной унифицированный сигнал.
Канал коррекции осуществляет коррекцию коэффициента преобразования основного канала по току и частоте питания датчика.
Основной канал представляет собой последовательное соединения входного усилителя переменного напряжения УПТ1, охваченного отрицательной обратной связью через управляемый делитель напряжения УДН, устройства гальванического разделения УГР, фильтра A и выходного усилителя УПТ3.
Канал коррекции содержит встроенный в преобразователь трансформатор тока ТТ, усилитель переменного напряжения У2, фазового детектора ФД2, усилителя постоянного тока УПТ2, широтно-импульсный модулятор ШИМ, ключ К и источник опорного напряжения ИОН.
Фазовые детекторы ДФ1 и ДФ2 синхронно управляются триггером ТГ, возбуждаемым выходным напряжением усилителя У2.
От источника питания ИП осуществляется питание все элементов преобразователя.
Преобразователь работает следующим образом. Сигнал дифференциально-трансформаторного датчика ДТ усиливается входным усилителем У1, выпрямляется фазовым детектором ФД1 и поступает на вход усилителя УПТ1, являющегося одновременно и активным фильтром. С выхода УПТ1 усиленный сигнал через устройство гальванического разделения УГР и фильтр Ф поступает на выходной усилитель УПТ3, в котором производится окончательное усиление сигнала по мощности и его преобразование в унифицированный выходной сигнал тока или напряжения. Для формирования нелинейной (корнеизвлекающей) характеристики «вход-выход», цель отрицательной обратной связи УПТ3 содержит формирователь обратной связи ФОЗ в виде квадратора, выполненного на принципе время-импульсного множительного устройства, что обеспечивает гладкую аппроксимацию передаточной характеристики.
Усилитель УП3 преобразователей с линейной функцией преобразования охватывается обычным линейным звеном отрицательной обратной связи.
Сигнал дифференциально-трансформаторного датчика в виде напряжения переменно тока, поступающий на вход преобразователя, как от измеряемого датчиком параметра, вызывающего перемещение плунжера, так и от частоты и погрешности комплекта. Для существенного уменьшения этих составляющих погрешности последовательно с ДТ в цель его питания включается трансформатор тока ТТ, напряжение вторичной обмотки которого является функцией частоты и величины тока питания комплекта.
Это напряжение поступает на вход канала коррекции, усиливается усилителем У2, выпрямляется фазовым детектором AL2 и после усиления постоянной составляющей сигнала усилителем УПТ2, являющимся одновременно и активным фильтром, поступает на вход широтно-импульскного модулятора ШИМ, где происходит алгебраическое суммирование этого сигнала с сигналом задания от источника опорного напряжения ИОН.
С выхода широтно-импульсного модулятора ШИМ сигнал в виде прямоугольного напряжения, относительная скважность которого является функцией отклонения входного сигнала канала коррекции (тока питания ДТ) от номинального значения, поступает на управляющий вход ключа К и модулирует длительность его замкнутого и разомкнутого состояния, что, в свою очередь, вызывает соответствующее изменение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения УДН в цепи обратной связи и, как следствие, изменение коэффициента преобразования, компенсирующее изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное изменением тока или частоты питания датчика.
Для смещения характеристики преобразователя при входном сигнале (-10-0-10) мН трансформатор ТТ содержит обмотку 2, которая включается во входную цепь основного канала вместо перемычки Х1.
Гальваническое разделения входных и выходных цепей преобразователя осуществляется за счет импульсного трансформатора устройства УГР. Устройство УГР выполнено с применение широтно-импульсной модуляции.
