СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ДАТЧИКА

Полезная модель относится к электронным схемам и может быть использована в измерительной технике, а именно, в измерителях температуры, давления, расхода и т.п..
Речь идет о преобразователях в измерительных датчиках, служащих для преобразования сигнала, снятого с сенсора в токовый сигнал для передачи его далее на длинную линию для последующих измерения его и индикации.
Известны стабилизированные преобразователи, в частности, стабилизаторы постоянного тока в виде регулирующих устройств, устанавливаемых между источником напряжения и нагрузкой. В таких схемах между источником опорного напряжения и нагрузкой включен усилитель постоянного тока, соединенный выходом через транзисторный регулирующий элемент со входом источника опорного напряжения (см. п. РФ №2025767 по Кл. G05F 1/613, №2033634 по Кл. G05F 1/56)
Известен стабилизированный источник электропитания, описанный в п. РФ №2033634 «Стабилизатор постоянного потребляемого тока» по кл. G05F 1/56, з. 04.06.92, оп. 20.04.95.
Известный источник включает в себя включенный между выходом сети и нагрузкой стабилизатор постоянного тока, который содержит последовательно соединенные источник опорного напряжения, усилитель постоянного тока и транзисторный регулирующий элемент, при этом вход источника опорного напряжения соединен с выходом сети напряжения, а выход транзисторного регулирующего элемента подключен к нагрузке.
Недостаток известного стабилизатора заключается в том, что он потребляет большую мощность и имеет сложную схему.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является измерительный преобразователь тока, используемый в датчике температуры разработки ЗАО ПГ «Метран» (см Приложение).
Известный преобразователь включен между выходом сенсора и длинной линией и содержит последовательно соединенные подключенный к выходу сенсора датчика усилитель, выход которого через резистор соединен с базой транзистора выходного каскада, в эмиттерную цепь которого включен резисторы обратной связи, а с коллектора транзистора снимается выходной сигнал, поступающий на длинную линию для последующего преобразования и индикации.
Недостатком известного преобразователя является то, что выходной транзистор в такой схеме достаточно сильно нагревается, что изменяет его характеристики, такие как
коэффициент передачи, уровень шумов, ухудшая работоспособность транзистора, что в итоге снижает точность измерений и надежность работы датчика в целом.
Задачей заявляемой полезной модели является улучшение качества преобразования сигнала в ток.
Поставленная задача решается тем, что в стабилизированном преобразователе сигнала измерительного датчика, включенном между выходом сенсора и длинной линией и содержащем усилитель, подключенный входом к выходу сенсора датчика, а выходом соединенный через резистор с базой транзистора выходного каскада, в эмиттерную цепь которого включены резисторы обратной связи, а коллектор соединен с длинной линией, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, введен дополнительно стабилизатор напряжения, включающий последовательно соединенные низковольтный источник напряжения, эмиттерный повторитель и фильтр помех, выход которого соединен с коллектором транзистора выходного каскада.
Введение в устройство стабилизатора напряжения позволяет снизить напряжение на выходном каскаде преобразователя сигнала, что дает возможность уменьшить нагрев транзистора и шумы на его выходе, обеспечивая его нормальную работу, что повышает точность преобразования и надежность работы датчика в целом.
Заявляемый преобразователь обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как введение стабилизатора напряжения, включающего соединенные последовательно низковольтный источник напряжения, эмиттерный повторитель и фильтр помех, соединенный с коллектором транзистора выходного каскада, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый преобразователь может найти широкое применение в измерительных устройствах, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - функциональная схема устройства;
- фиг.2 - принципиальная схема стабилизированного преобразователя сигнала измерительного датчика.
Стабилизированный преобразователь сигнала (фиг.1) содержит соединенные между собой преобразователь 1 сигнала в ток и стабилизатор 2 напряжения, при этом вход преобразователя 1 подключен к выходу сенсора (на чертежах не показан), а выход его - к длинной линии.
Преобразователь 1 включает в себя усилитель 3 и подсоединенный к его выходу транзисторный выходной каскад 4.
Стабилизатор 2 содержит последовательно соединенные низковольтный источник 5 опорного напряжения, эмиттерный повторитель 6 и фильтр 7 помех.
Принципиальная схема устройства выполнена, в частности, следующим образом (см фиг.2). Преобразователь 1 включает в себя усилитель 3, выполненный, в частности, на микросхеме и соединенный через резистор 8 с базой транзистора 9 выходного каскада 4, эмиттер которого через резисторы обратной связи 10-11 подключен к длинной линии. Низковольтный источник 5 напряжения через резистор 12 соединен с базой транзистора 13, эмиттерного повторителя 6, эмиттер которого через фильтр 7 помех, выполненный на резисторе 14 и конденсаторе 15, соединен с коллектором транзистора 9 выходного каскада 4, а коллектор транзистора 3 через ограничительный резистор 16 связан с длинной линией.
Устройство работает следующим образом.
Выходной сигнал от сенсора в виде напряжения поступает на вход усилителя 3, где усиливается, и проходит далее через резистор 8 на базу транзистора 9 выходного каскада 4. Постоянное питающее напряжение поступает на вход стабилизатора 2 и через резистор 12 передается на базу транзистора 13 эмиттерного повторителя 6. С эмиттера транзистора 13 полученное стабилизированное напряжение дополнительно фильтруется конденсатором 15 и поступает на коллектор транзистора 9. Величина напряжения на коллекторе транзистора 9 определяется с учетом обеспечения режима формирования тока и минимизации мощности, рассеиваемой данным транзистором. Стабилизированный сигнал с выходного каскада 4 - эмиттера транзистора 9 снимается и поступает для дальнейших манипуляций с ним в длинную линию (на чертежах не показана).
В сравнении с прототипом заявляемый стабилизированный преобразователь сигнала обеспечивает работу транзистора в облегченном режиме, исключая его перегрев и уменьшая уровень шумов, что повышает точность измерений и надежность всего датчика в целом.