KR960018517A - 전기용량감지에 의해 물체의 기하학적 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

전기용량감지에 의해 물체의 기하학적 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

용량감지에 의해 물체의 기하학적 위치, 변위 또는 각도를 결정하기 위해, 시간상 서로를 추적하는 적어도 두 개의 상이한 공급전압의 분포형태가 분압기를 가로질러 얻어지도록 전압분산소자에 적용된 공급전압이 개폐되고, 또는 상변환된 전압들이 적용된다.

Description

전기용량감지에 의해 물에의 기하학적 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 하나의 실시예로서, 측정 및 결합 축전기 장치를 가진 선호된 정기용량 변위센서의 기계적/구조적 설계를 나타내는 다이어그램이다.
제2도는 전위측정탐침에 의해 주사되는 저항경로로서 설계된 전압분포 소자상의 전위분포를 나타내는 다이어그램이다.
제3도는 전위측정탐침 및 저항경로 사이의 전기용량관계를 나타낸다.
제4도는 전체작업 주기가 저항경로의 적절한 전압제어에 의해 비교 및 평형단계(I )및 측정단계 (II)로 분리되는 본 발명의 하나의 실시예를 나타내는 블록 다이어그램이다.
제5도는 예정된 타이밍 코드에 따라 작동되는 스위치들에 의해 저항경로의 양단이 동일 전압에 연결되거나 1단만이 전압에 연결되는 본 발명의 또다른 실시예를 나타내는 블록 다이어그램이다.
제6도는 저항경로가 상변환된 공급전압에 연결된 본 발명의 또다른 실시예를 나타내는 블록 다이어그램이다.
제7도는 제6도의 회로에 관한 전압/시간 다이어그램이다.
제8도는 저항경로가 반대방향의 교류 전압을 공급받는 본 발명의 하나의 실시예의 블록 다이어그램이다.
제9도는 두 개의 특성곡선들 및 이들이 누적곡선들을 나타낸다.
제10도 및 11도는 특정회로 소자들의 차폐 및 절연을 위한 두가지 다른 방법을 나타낸다.

Claims (13)

  1. 교류전압전위의 분포가 변하는 예정된 측정방향을 따라 전압분산소자(저항경로)와 용량적으로 상호 작용하는 전위탐침을 안내하는 단계 및 감지된 전위를 평가하는 단계를 포함하는 용량감지에 의해 물체의 기하학적위치, 변위 또는 각도를 측정하기 위한 방법에 있어서, 적어도 두 개의 상이한 공급전압 분포형태가 분압기를 가로질러 형성되는 방식으로 전압분산소자(저항경로 20,20')에 공급된 공급전압이 개폐되거나, 또는 공급된 전압들의 위상이 변하도록 구성된 측정방법.
  2. 제1항에 있어서, 전위측정탐침이 하나의 물리적 유닛을 구성하기 위해 전위결합탐침에(전기적으로 또는 기계적으로)연결되며, 두 개의 탐침들이 동일 측정경로를 이동하며, 결합탐침이 또한 측정값이 전달되는 정지 결합전극(16)상에 용량적으로 작용하도록 된 측정방법.
  3. 제1항에 있어서, 표유용량 및/또는 누설저항들에 의해 발생된 모든 교란 변수들이 평형상태를 벗어나도록 분압기(저항경로 20,20')로 공급되는 전위전압의 가변적인 분산형태와 조화하여 전위측정탐침에 의해 감지된 상이한 탐침전압들에 기초하여 총이득이 제어되거나, 또는 분압기소자(저항경로 20,20')의 공급전압이 변하는 측정방법.
  4. 제1항에 있어서, 전압분산소자(저항경로 20,20')가 교류전압을 공급받아 분압기를 가로지르는 전압강하없이 양단이 교대로 동일전압을 나타내며, 그후 분압기 경로를 가로지르는 전위차를 형성하기 위해 분압기의 1단에 전압이 인가되며 다른 단이 접지되거나, 또는 양단에 반대위상 전압들이 인가되며(측정단계 II), 전위측정탐침에 의해 감지된 전압이 비교단계동안 참조전압과 비교되어 분압기의 공급전압의 이득 및/또는 변화의 대응제어에 의해 재조정되므로써, 측정단계(II)동안 각 위치를 나타내는 전위탐침전압이 교란변수들의 영향을 받지 않고 감지될 수 있는 측정방법.
  5. 제1항에 있어서, 분압기의 1단에 교류전압이 교대로 공급되며, 다른 단이 접지되는 방식으로 분압기(저항경로 20,20′)에 교류전압이 공급되며, 전위측정탐침에 의해 감지된 반대위상전압들의 합이 분압기의 공급전압의 이득 또는 변화의 대응제어에 의해 제어되어 각각의 단독으로 관련된 반대위상 출력전압이 분압기비를 반영하도록 된 측정방법.
  6. 교류전압전위의 분포가 변하는 예정된 측정방향을 따라 전압분산소자(저항경로)와 용량적으로 상호작용하는 전위탐침을 안내하여 감지된 전위를 평가하기 위한 장치를 포함하는 용량 감지에 의해 물체의 기하학적위치, 변위 또는 각도를 측정하기 위한 장치에 있어서, 회로장치들(S3;30,30′;38;45,46,47,48)이 분압기(저항경로 20,20′)를 따른 전압분산형태가 시간상 서로를 추적하는 적어도 두 개의 상이한 분산구조를 가지며, 이 구조들의 적어도 하나가 총이득을 조정하거나 분압기의 공급전압을 변화시키기 위해 평가되도록 전위측정탐침에 의해 용량이 감지되는 방식으로 설계된 측정장치.
  7. 제6항에 있어서, 분압기(저항경로 20,20′)로의 전압공급을 제어하는 개폐장치(스위치들 S3;20,30′)가 제1주기동안(비교단계 I)한쪽의 공급선들을 열거나 분압기 양단에 동일전압을 공급하므로써 이루어지는 전압강하가 분압기를 가로질러 발생하지 않고 전압강하가 분압기 경로를 가로질러 발생하는 방식으로 제2단계에서 분압기 단자들이 전압공급원(21,38)에 연결되는 방식으로 구성된 측정장치.
  8. 제6항에 있어서, 적어도 시간(V)의 일정주기동안 분압기를 가로질러 전압강하조건이 얻어지지 않는 방식으로 상변환된 교류전압들(Uv1,Uv2)이 분압기(저항경로 20,20′)의 단자들에 적용되는 방식으로 전압공급원(38)이 제어되는 측정방법.
  9. 제8항에 있어서, 위치와 무관하게 전압강하가 일어나지 않는 시간주기동안 전위측정탐침에 의해 감지된 탐침전압이 증폭후 참조전압(Uref)과 비교되며, 전압공급원(21,38)에 의해 발생된 총이득 및/또는 공급전압들(Uv1,Uv2)이 표유 용량 및 누설 저항들의 영향을 조절하도록 재조정된 측정장치.
  10. 제6항에 있어서, 분압기의 상이한 연결부들로의 교류공급전압의 교대적용의 경우(저항경로 20,20′의 극성 변환), 총합소자(36′)가 제어기(I 제어기)를 작동시키기 위해 감지된 상승 또는 하강특성의 동시정류를 수행하도록 증폭기의 하류에 배치되어 탐침의 위치와 관계없이 결정된 상승 또는 하강특성의 합이 일정하게 유지되도록 제어기가 교대로 적용된 교류전압 및/또는 입력증폭기(33)의 이득을 조절하도록 된 측정장치.
  11. 제6항에 있어서, 적어도 분압기(저항경로 20,20′), 전위측정탐침(32) 및 피드백 전극(16)이 접지전위로서 사용되는 차폐장치(43)에 의해 둘러싸인 측정장치.
  12. 제6항에 있어서, 분압기, 증폭기 및 공급전압발생 장치들이 전기적으로 서로 절연된 측정장치.
  13. 제6항에 있어서, 감시회로, 바람직하게는 마이크로프러세서가 제공되어 출력전압, 연산이득, 참조비교, 참조전위, 반대위상출력전압들 및 제어기의 출력전압을 포함하는 변수들 그룹 중 적어도 하나가 최대 및 최소한계내에서의 가능성에 관하여 측정되는 측정장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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