Устройство и работа преобразователя НП-П3

Структурная схема

Структурная схема преобразователя приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 Структурная схема преобразователя НП-П3

УПТ - усилитель постоянного тока, М - магазин комплексной взаимноиндуктивности, 1 - демодулятор, 2 - операционный усилитель, 3 - полупроводниковый усилитель, 4 - устройство обратной связи, 5 - устройство контроля исправности, 6 - полупроводниковый стабилизатор, 7 - корректор, ПП-приборы-потребители уницированного сигнала, ПСН - приемник сигнала неисправности, ИН - источник напряжения постоянного тока 10-126 (питание устройства контроля), Н - нагрузка приемника сигнала неисправности (820Ом), ДТ - дифтрансформаторный датчик.

Напряжение переменного тока с магазина взаимоиндуктивности Р-5017 (дифтрансформатора Д1) преобразовывается демомулятором 1 в пропорциональное напряжение постоянного тока и суммируется с напряжением корректора 7.

Результирующий сигнал усиливается операционным 2 и полупроводниковым 3 усилителем постоянного тока, охваченными глубокой отрицательной обратной связью через устройство обратной связи 4, позволяющее, в случае необходимости, линеаризовать характеристику комплекта датчик — преобразователь.

В преобразователях, имеющих линеаризатор, линеаризация выходной характеристики комплекта осуществляется методом кусочно- линейной аппроксимации, который позволяет с точностью до 0,5-1,0% линеаризовать характеристики используемых датчиков.

Питание магазина взаимоиндуктивности Р5017 (дифтрансформатор датчика) и демодулятора осуществляется от полупроводникового стабилизатора напряжения переменного тока 6.

Для контроля исправности усилительного тракта преобразователя исправности линии связи преобразователя с датчиком и нагрузкой в схему преобразователя введено специальное устройство контроля 5.

Описание принципиальной схемы

Переменное напряжение со вторичной обмотки магазина взаимноиндуктивности Р-5017 (дифтрансформатора) через разделительный трансформатор Т1, обеспечивающий гальваническую развязку между входом и выходом преобразователя, поступает на вход однополупериодного фазочувствительного выпрямителя (демодулятора), собранного на микросхеме А1. Переключающее напряжение для демодулятора снимается с обмотки 1-5 трансформатора Т2.

Нормирующий преобразователь рассчитан на работу с датчиком как без перехода плунжера через нейтраль, так и с переходом плунжера через нейтраль с унифицированным выходным сигналом. Во втором случае фаза выходного сигнала датчика, изменяясь на 180°, изменяет полярность напряжения на выходе демодулятора. Для чего, чтобы входной сигнал усилителя постоянного тока был неизменной полярности, в него вводится постоянное смещение через резистивный делитель, который обеспечивает смещение «НУЛЯ» преобразователя.

Диапазон коррекции «НУЛЯ» определяется потенциометром R2 преобразователя и резистором R7.

Усилитель постоянного тока выполнен на микросхеме А3 и транзистор V23. Для повышения входного сопротивления операционного усилителя А3 сигнал на его вход подается через эмиттерный повторитель на микросхеме А2, чем обеспечивается температурная стабильность усилителя постоянного тока.

Нагрузка преобразователя включается в диагональ моста, состоящего из транзистора V23, резистора R37 и стабилитронов V26-V29.

Конденсатор С10 служит для уменьшения пульсации выходного тока. Усилитель постоянного тока охвачен глубокой отрицательной обратной связью по току, чем обеспечивается стабильность усилителя и уменьшается зависимость выходного сигнала преобразователя от сопротивления нагрузки.

Обратная связь обеспечивается резистором R28 и резисторным делителем R40-R43 и R4 преобразователя. Глубина обратной связи может изменяться с помощью потенциометра R4 преобразователя «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ», что позволяет настраивать преобразователь для работы с датчиками, имеющими разные выходные сигналы.

Устройство контроля исправности преобразователя и линии связи датчик-преобразователь и преобразователь-нагрузка выполнено на микросхеме А4 и транзисторе V24 и представляет собой ключевую схему, срабатывающую при появлении на его входе сигналов положительной и отрицательной полярности с заданным уровнем, устанавливаемым резистивными делителями R20, R21, R30, R31.

Модуль линеаризатора

Для преобразователей, предназначенных для работы с нелинейными датчиками, в цепи обратной связи усилителя преобразователей включено устройство линеаризации, с помощью которого линеаризация осуществляется методом кусочно-линейной аппроксимации пятью диодными ячейками на стабилитронах V3-V7.

Ячейки включаются последовательно через требуемые интервалы выходного тока, определяемые сопротивлениями R1-R7.

Для получения любой нелинейной зависимости выходного сигнала служат регулировочные сопротивления R5-R9 преобразователя (рисунок 3).

Питание линеаризатора производится стабилизированными выпрямителем V2, C1, R8, V1.

Модуль стабилизатора

Питание датчика производится от полупроводникового стабилизатора.

Стабилизатор выполнен на микросхеме А1 и транзисторах V5, V6.

Регулирующим элементом стабилизатора является транзистор V6.

Изменение тока питания датчика выделяется на обмотке 1-2 трансформатора Т1, выпрямляется диодами V11-V14 и с резистором R8 подается на вход микросхемы А1. На другой микросхемы через резистивный делитель R1, R2 подается опорное напряжение, получаемое от стабилизированного выпрямителя.

В зависимости от направления изменения тока питания датчика на входе А1 появляется разностный сигнал, который усиливается и приводит к открыванию или закрыванию регулирующего транзистора V6 и соответственно к увеличению или уменьшению падения напряжения на резисторе R3 до тех пор, пока разностный сигнал не станет бесконечно малым. Для работы транзистора V6 при напряжении одной полярности он включается в диагональ моста на диодах V15-V18. Конструкция Нормирующий преобразователь НП-П3 выполнен в виде самостоятельного прибора. Состоит из следующих основных узлов: панели, шасси, кожуха, соединителя.

Панель(рисунки 2, 2а) выполнена из алюминиевого сплава АЛ2.

На панель выведены оси потенциометров «КОРРЕКТОР» и «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ>». Здесь же расположены гнезда и контакты, к которым подпаиваются регулировочные сопротивления. Сопротивления и потенциометры закрываются литой крышкой. На панели установлены фонарь сигнальной лампы, держатель предохранителя и укреплена табличка.

Шасси изготовлено из стали толщиной 1,5мм. На нем расположены силовой трансформатор Т1, модуль стабилизатора тока питания датчика У2 и линеаризатора У3. В подвале шасси расположен модуль усилитель постоянного тока У1.

Электрическая связь между узлами осуществляется проводным жгутом. Ответная часть разъема расположена на соединителе, который крепится к кожуху прибора.

Шасси скреплено двумя винтами.

Габаритно-установочные размеры приведены на рисунке 5.

Органы настройки и контроля НП-П3

К органам настройки и контроля преобразователя относятся следующие элементы на передней панели:

• потенциометр R2 «КОРРЕКТОР», служащий для установки нуля выходного сигнала преобразователя при тарировке комплекта преобразователь-датчик;
• потенциометр R4 «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ», служащий для плавного изменения чувствительности преобразователя при тарировке его конкретным датчиком;
• регулировочные сопротивления R*5 - R*9;
• регулировочное сопротивление R*1, служащее для задания выходного сигнала 2,5мА в режиме контроля исправности преобразователя;
• гнезда П (Х7-Х8) для контроля тока питания датчика путем измерения падения напряжения на сопротивлении R14 модуля стабилизатора;
• гнезда Д (Х5-Х6) для контроля выходного сигнала (напряжения переменного тока) датчика или входного сигнала преобразователя;
• гнезда В (Х9-Х10) для контроля выходного сигнала преобразователя. Расположение органов настройки и контроля показано на рисунках 2 и 2а.