кип и КИПДК при одинаковых значениях , Кр и Wp{p). Зависимость вых(р) КИП определяется формулой (1-9), первое слагаемое которой образует постоянную составляющую Х величины Хвых, с которой суммируется кривая XbixP определяемая оригиналом второ-"] го слагаемого. Нетрудно видеть, что ординаты этой кривой в l/6i раз больше ординат кривой Х. Величины

вь,х> выхИ Еых. вых1 и результирующие значения Хвых

в переходном режиме, вызванном скачкообразным изменением f/вх при =0, для КИПДК (кривая /) и КИП (кривая 2) приведены на рис. 1-4.

Необходимо отметить, что динамически характеристики КИПДК улучшаются также благодаря тому, что основная часть выходного сигнала Хых образуется напряжением КцУг, не содержащим пульсаций, и лишь малая часть Хвых создается напряжением Ui (1-11). Это существенно ослабляет требования к фильтрации напряжения Ul и позволяет уменьшить постоянные времени фильтров, входящих в состав блока 1. Так, если допустимая амплитуда пульсаций напряжения U3 составляет 0,1%, а величина K4U1 не превыщает 2% от Киг, допустимый уровень пульсаций Ui составляет 5%. В то же время в обычном КИП амплитуда пульсаций напряжения Ul должна быть уменьшена фильтрами усилительного блока до 0,1 %, т. е. в 50 раз сильнее.

Таким образом, дополнительный канал в КИП позволяет:

1) существенно повысить точность при одном и том же коэффициенте усиления разомкнутой системы;

2) получить одну и ту же погрешность преобразования при существенно меньшем коэффициенте усиления разомкнутой системы;

3) существенно улучшить динамические характеристики системы, повысить ее устойчивость и быстродействие, что обусловлено меньшим требуемым значением Кро, структурой КИПДК и значительно более сла-Рис. 1-4. быми требованиями к

фильтрации выходного напряжения Ni усилительного блока. При начальной настройке такой КИПДК по своим динамическим характеристикам эквивалентен пропорциональному звену.

Перечисленные преимущества проявляются тем сильнее, чем более линейны и стабильны характеристики преобразования блоков 2, 4, 5, т. е. чем меньше бь

Следует отметить, что входная цепь блока 5 потребляет дополнительный ток от источника входного сигнала, снижающий входное сопротивление КИПДК. В случае . необходимости следует принять меры для уменьшения этого тока.

При большом значении входного сигнала и невысоких требованиях ко входному сопротивлению КИПДК блок 5 можно исключить, а входной сигнал подать непосредственно на вход сумматора 4. Схема КИПДК при этом упрощается и уменьшается бь

В некоторых случаях входной сигнал КИП наряду с постоянной составляющей, представляющей собой информативный параметр, содержит высшие гармоники. Подать такой входной сигнал на безынерционный блок 5 нельзя, так как прошедшие через него высшие гармоники будут влиять на Хвых, вызывэя ее пульсации. Следовательно, блок 5 также должен содержать в своем составе фильтры. Такой блок 5 уже не эквивалентен пропорциональному звену и столь существенного выигрыша в быстродействии, как в рассмотренном случае, не получается. . В то же время быстродействие блока 5 может быть значительно выше, чем блока 1, так как блок 5, входя в состав дополнительного канала, на устойчивость преобразователя практически не влияет. Это позволяет выполнить фильтр блока 5 многозвенным, обладающим значительно большим быстродействием, чем одно- или двухзвен-ные фильтры блока 1. Еще больший эффект достигается выполнением этого блока в виде быстродействующего фильтра, осуществляющего выделение постоянной составляющей f/вх в течение полупериода или периода первой гармоники пульсаций. По сравнению с инерционными фильтрами, входящими в состав блока /, блок 5 с таким фильтром можно считать эквивалентным пропорциональному звену. Все полученные выводы остаются справедливыми и в этом случае.

В общем случае, когда все блоки КИПДК нельзя считать эквивалентными пропорциональным звеньям, ди-

2» 19

намические характеристики схемы могут быть найдены по изображению выходной величины, имеющему вид:

,1-20,

где Wp(p)-передаточная функция разомкнутой системы.

Для схемы рис. 1-2, а Wp (р) = Wi (р) W2 (р) Ws (р) X XWiip); W{p) = llWs{p). Для схемы рис. 1-2,6 1р(р) = ZWi(p) Wzip) Wsip) Wiip)/Ro.c; =Ro.c/

IRrWs{p). Передаточная функция системы определяется выражением

W2(p)W;(p)W,{p)4-w(p)W: ,(p)

i + Wp(P) •

Следует отметить, что в литературе неоднократно встречались схемы усилителей типа МДМ, которые можно отнести к КИПДК с последовательной обратной связью [80-83]. В работе [5] отмечается, что измерительные усилители представляют собой наиболее целесообразную сферу применения подобных преобразователей.

Вместе с тем введение дополнительного канала является весьма эффективным способом повышения точности и быстродействия самых различных измерительных преобразователей. Некоторые из них будут рассмотрены в последующих главах. Схемная простота дополнительного канала, высокое быстродействие, непрерывность измерения выгодно отличают КИПДК от преобразователей, в которых используются другие методы коррекции [5].

глава вторая

УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Усилители переменного тока являются важнейшей составной частью КИП. Они входят в состав усилительного блока, а во многих случаях и других блоков КИП, оказывая существенное влияние на их статические и динамические характеристики.