ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ЧАСТОТНО­ЗАВИСИМЫМИ ЦЕПЯМИ

Прямые ИП

Классификационная схема прямых ИП непосредственного преобра­зования с ЧЗЧ представлена на рис. 2.6. В соответствии с обобщенной структурной схемой таких ИП (см. рис. 1.6) ив зависимости от спо­соба воздействия на частоту генерации они делятся на две группы устройств: с изменением параметра одного из элементов ЧЗЧ и с управ-

лением фазой сигнала в замкнутом контуре автогенератора путем сум­мирования двух сигналов, сдвинутых относительно друг друга по фазе.

Структурная схема ИП первой группы [17, 18] показана на рис. 2.7. Преобразуемая переменная х может соответствовать непосредственно преобразуемым параметрам (R, L и С) электрических цепей, первичным измеряемым параметрам (например, температуре), от которых зависят параметры отдельных элементов ЧЗЧ, или напряжению постоянного тока. В последнем случае в ИП используется управляемый элемент, параметр которого зависит от преобразуемого напряжения.

На рис. 2.8 приведен один из вариантов структурной схемы ИП второй группы [3, 19]. Блок управления БУ (см. рис. 1.6) выполнен в виде сочетания фазовращателя Фв, осуществляющего сдвиг по фазе выходного сигнала ИП на тс/2, и входного преобразователя ВП. По­следний представляет собой модулятор, если преобразуемая перемен­ная х является напряжением постоянного тока, делитель напряжения или мостовую цепь, если переменная х соответствует параметру R, L или С. Амплитуда выходного напряжения Ux преобразователя ВП определяется значением переменной х, а фаза совпадает с фазой опор­ного (питающего) напряжения, поступающего с фазовращателя ФВ.

Суммируемые сигналы Ux и —^чзч» как показано в [3], сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол Зл/2—ф, где ф — фазовый сдвиг выходного напряжения ЧЗЧ U434 относительно выходного напря­жения ИП. При этом в замкнутой системе автогенератора автоматиче­ски поддерживается состояние, в котором суммарный сигнал UBx на­ходится в противофазе по отношению к выходному сигналу ИП Uвых (если усилитель ОУ инвертирующий) при любых изменениях перемен­ной х в определенных рабочих пределах. Следовательно, сдвиг фазы,

вносимый ЧЗЧ, является функцией переменной х Ф = /і(х). Так как фазочастотная характеристика ЧЗЧ ф=/2((о) обусловливает однознач­ную связь значений фазы и частоты, то последняя также зависит от преобразуемой переменной х. Конкретный вид функции преобразова­ния определяется характером зависимостей fi и f2. В ИП первой группы используются как резонансные, так и нерезонансные ЧЗЧ, а в ИП второй группы — только нерезонансные (соответствующая связь показана на рис. 2.6 штриховой линией).

В нерезонансных ЧЗЧ применяются активные или реактивные управляемые элементы (для преобразователей напряжения), и соот­ветствующие ИП применяются для преобразования параметра R или реактивных параметров. В резонансных ЧЗЧ применяются, как прави­ло, только реактивные управляемые элементы, и соответствующие ИП используются лишь для преобразования реактивных параметров.

В зависимости от характера реактивного управляемого элемента
различают ИП с управляемой емкостью и управляемой индуктивностью или, соответственно, преобразователи параметров С и L.

Наиболее широко применяются ИП напряжения с реактивным управляемым элементом, которые строятся на основе простых RC-ге­нераторов с управляемыми варикапами.

Недостатки прямых ИП непосредственного преобразования, ука­занные в § 1.3, практически в равной мере характерны для всех отме­ченных разновидностей данных ИП.