CN108981554B - 供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，属于电子测量技术领域，包括激励信号源，激励信号源分别与初始化状态控制开关及测试状态控制开关相连，初始化状态控制开关与初始化电容相连，测试状态控制开关与测量电容相连；初始化状态控制开关与RS触发器的Q端相连，测试状态控制开关与RS触发器的Q非端相连，RS触发器的R非端与反相器相连，RS触发器的S非端与阶跃信号产生电路相连，阶跃信号产生电路与反相器相连。本发明还公开了其识别方法。本发明通过电子开关切换，位移计初始化时用初始化电容，测量时使用测量电容，将初始化电容与测量电容分开，就不会因初始化使用测量电路中的电容而导致探针绝对位置数据被置零的现象发生。
Description
技术领域
本发明属于电子测量技术领域，具体涉及供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路及其方法。
背景技术
现有技术中使用的容珊式位移计，内装纽扣电池供电，当电池没电或更换电池时，位移计为了提高测量精度，将测量系统进行初始化，这时不论测量探针在什么位置，显示的数据都为零，使得显示读数不能反应探针的真实位置，这样的不足导致位移计的使用范围受到限制，如不宜做长时间监测，也不宜埋入被测结构中监测等。
为此，开发一种新的初始化方法及电路设计迫在眉睫。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，内部具有一个完全独立的、工作特性与测量用的电容完全相同的容珊式电容，使得容珊式位移计不用连续供电或供电中断后再供电时，既能对位移计进行初始化校零，也能在位移计测量状态时获得探针的绝对位置信息；本发明的另一目的是提供供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路的方法，即当给容珊式位移计加电时位移计进行置零与初始化时不影响确定探针的绝对位置。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，包括激励信号源，该激励信号源分别与初始化状态控制开关及测试状态控制开关相连，所述的初始化状态控制开关与初始化电容相连，所述的测试状态控制开关与测量电容相连；所述的初始化状态控制开关与RS触发器的Q端相连，所述的测试状态控制开关与RS触发器的Q非端相连，RS触发器的R非端与反相器相连，RS触发器的S非端与阶跃信号产生电路相连，阶跃信号产生电路与反相器相连。
所述的阶跃信号产生电路的输出信号分别送给RS触发器的S非端及反相器的输入端。
所述的反相器的输出信号输入到RS触发器的R非端使得输入给R非端与S非端电平高低相反。
所述的RS触发器的Q端输出信号送给初始化状态控制开关，接通或断开初始化电容的激励信号；RS触发器的Q非端输出信号送给测试状态控制开关，接通或断开测量电容的激励信号源的信号；初始化状态控制开关和测试状态控制开关的工作状态决定激励信号是加给初始化电容还是测量电容。
所述的阶跃信号产生电路，当容栅式位移计加电时能产生一个阶跃信号输出，用于控制容珊式位移计从初始化状态切换到测量状态。
所述的容珊式初始化电容与测量电容的电路特征完全相同，容珊式初始化电容的两个极板均为静态极板。
所述的容珊式位移计供电后能识别探针绝对位置的方法，包括如下步骤：
1)连接供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路；
2)工作状态切换
容珊式位移位移计刚开始加电时，阶跃信号产生电路的输出为低电平，反相器输出为高电平，即RS触发器的S非端为低电平，R非端为高电平，这时RS触发器的Q端输出高电平，Q非端输出为低电平，初始化状态控制开关接通，测量状态控制开关关闭，激励信号源的激励信号加到容珊式初始化电容上，容珊式位移位移计处于初始化工作状态，当阶跃信号产生电路的输出由低电平转为高电平时，初始化状态控制开关断开，测量状态控制开关接通，容珊式位移位移计由初始化状态切换成测量工作状态，阶跃信号由低电平上升到高电平的时间内确保容栅式位移计初始化状态能顺利完成。
有益效果：与现有技术相比，本发明的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，采用另一个电气特性与测量电容完全相同的容珊电容作为初始化电容，位移计的初始化工作由初始化电容完成，而测量工作则有测量电容完成，将初始化电容与测量电容分开，它们之间是由阶跃信号产生电路输出的阶跃信号控制电子开关的开闭来切换的；供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路的方法通过电子开关切换，位移计初始化时用初始化电容，测量时使用测量电容，将初始化电容与测量电容分开，这样就不会因初始化使用测量电路中的电容而导致探针绝对位置数据被置零的现象发生。
附图说明
图1是供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路结构简图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，包括激励信号源1、初始化状态控制开关2、测量状态控制开关3、初始化电容4、测量电容5、阶跃信号产生电路6、反相器7和RS触发器8。
激励信号源1分别与初始化状态控制开关2及测试状态控制开关3相连，初始化状态控制开关2与初始化电容4相连；测试状态控制开关3与测量电容5相连。
阶跃信号产生电路6分别与RS触发器8的S非端及反相器7相连；反相器7与RS触发器8的R非端相连。阶跃信号产生电路6的输出信号分别送给RS触发器8的S非端及反相器7的输入端；反相器7的输出信号输入到RS触发器8的R非端使得输入给R非端与S非端电平高低相反；RS触发器8的Q端输出信号送给初始化状态控制开关2，接通或断开初始化电容4的激励信号；同样RS触发器8的Q非端输出信号送给测试状态控制开关3，接通或断开测量电容5的激励信号源1的信号；电子开关的工作状态决定激励信号是加给初始化电容4还是测量电容5。
阶跃信号产生电路6，当容栅式位移计加电时能产生一个阶跃信号输出，用于控制容珊式位移计从初始化状态切换到测量状态。
容珊式初始化电容4与测量电容5的电路特征完全相同，只是容珊式初始化电容4的两个极板均为静态极板。
当阶跃信号产生电路6输出由低电平上升到高电平时，容珊式位移计由初始化状态转到测量状态。容珊式初始化电容4与测量电容5为两个独立的电路单元，两者的电气特性完全相同，只是容珊式初始化电容4的上极板也是固定不动的，在测量前，容栅式位移计利用容珊式初始化电容4对系统进行初始化处理，测量时使用的是测量电容5，这时已经去除了初值的影响，直接读出容栅式位移计探针的绝对位置。
容珊式位移计供电后能识别探针绝对位置的方法，包括如下步骤：
1)电路连接
阶跃信号产生电路6的输出端分别与RS触发器8的S非端及反相器7的输入端连接；反相器7的输出端与RS触发器8的R非端连接；RS触发器8的Q端与初始化状态控制开关2连接；RS触发器8的Q非端与测量状态控制开关3连接；电子开关的工作状态决定激励信号源1是加给容珊式初始化电容4还是加给容珊式测量电容5；
2)工作状态切换
容珊式位移位移计刚开始加电时，阶跃信号产生电路6的输出为低电平，反相器7输出为高电平，即RS触发器8的S非端为低电平，R非端为高电平，这时RS触发器8的Q端输出高电平，Q非端输出为低电平，初始化状态控制开关2接通，测量状态控制开关3关闭，激励信号源1的激励信号加到容珊式初始化电容4上，容珊式位移位移计处于初始化工作状态，当阶跃信号产生电路6的输出由低电平转为高电平时，初始化状态控制开关2断开，测量状态控制开关3接通，容珊式位移位移计由初始化状态切换成测量工作状态，阶跃信号由低电平上升到高电平的时间内确保容栅式位移计初始化状态能顺利完成。
Claims (7)
1.供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，其特征在于：包括激励信号源(1)，该激励信号源(1)分别与初始化状态控制开关(2)及测试状态控制开关(3)相连，所述的初始化状态控制开关(2)与初始化电容(4)相连，所述的测试状态控制开关(3)与测量电容(5)相连；所述的初始化状态控制开关(2)与RS触发器(8)的Q端相连，所述的测试状态控制开关(3)与RS触发器(8)的Q非端相连，RS触发器(8)的R非端与反相器(7)相连，RS触发器(8)的S非端与阶跃信号产生电路(6)相连，阶跃信号产生电路(6)与反相器(7)相连。
2.根据权利要求1所述的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，其特征在于：所述的阶跃信号产生电路(6)的输出信号分别送给RS触发器(8)的S非端及反相器(7)的输入端。
3.根据权利要求1所述的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，其特征在于：所述的反相器(7)的输出信号输入到RS触发器(8)的R非端使得输入给R非端与S非端电平高低相反。
4.根据权利要求1所述的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，其特征在于：所述的RS触发器(8)的Q端输出信号送给初始化状态控制开关(2)，接通或断开初始化电容(4)的激励信号；RS触发器(8)的Q非端输出信号送给测试状态控制开关(3)，接通或断开测量电容(5)的激励信号源(1)的信号；初始化状态控制开关(2)和测试状态控制开关(3)的工作状态决定激励信号是加给初始化电容(4)还是测量电容(5)。
5.根据权利要求1所述的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，其特征在于：所述的阶跃信号产生电路(6)，当容栅式位移计加电时能产生一个阶跃信号输出，用于控制容珊式位移计从初始化状态切换到测量状态。
6.根据权利要求1所述的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路，其特征在于：所述的容珊式初始化电容(4)与测量电容(5)的电路特征完全相同，容珊式初始化电容(4)的两个极板均为静态极板。
7.采用权利要求1-6中任意一项所述的供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路供电后能识别探针绝对位置的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)连接供电后能识别探针绝对位置的容珊式位移计电路；
2)工作状态切换
容珊式位移位移计刚开始加电时，阶跃信号产生电路(6)的输出为低电平，反相器(7)输出为高电平，即RS触发器(8)的S非端为低电平，R非端为高电平，这时RS触发器(8)的Q端输出高电平，Q非端输出为低电平，初始化状态控制开关(2)接通，测量状态控制开关(3)关闭，激励信号源(1)的激励信号加到容珊式初始化电容(4)上，容珊式位移位移计处于初始化工作状态，当阶跃信号产生电路(6)的输出由低电平转为高电平时，初始化状态控制开关(2)断开，测量状态控制开关(3)接通，容珊式位移位移计由初始化状态切换成测量工作状态，阶跃信号由低电平上升到高电平的时间内确保容栅式位移计初始化状态能顺利完成。
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