RU2262078C2 - Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode - Google Patents

Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode Download PDF

Info

Publication number
RU2262078C2
RU2262078C2 RU2003120756/28A RU2003120756A RU2262078C2 RU 2262078 C2 RU2262078 C2 RU 2262078C2 RU 2003120756/28 A RU2003120756/28 A RU 2003120756/28A RU 2003120756 A RU2003120756 A RU 2003120756A RU 2262078 C2 RU2262078 C2 RU 2262078C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
differential
capacitance
transducer
movable electrode
capacitive
Prior art date
Application number
RU2003120756/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003120756A (en
Inventor
О.Г. Бондарь (RU)
О.Г. Бондарь
В.Э. Дрейзин (RU)
В.Э. Дрейзин
нников Ю.А. Овс (RU)
Ю.А. Овсянников
ков В.Г. Пол (RU)
В.Г. Поляков
С.В. Басов (RU)
С.В. Басов
Original Assignee
ФГУП Курский завод "Маяк"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФГУП Курский завод "Маяк" filed Critical ФГУП Курский завод "Маяк"
Priority to RU2003120756/28A priority Critical patent/RU2262078C2/en
Publication of RU2003120756A publication Critical patent/RU2003120756A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2262078C2 publication Critical patent/RU2262078C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: method and device can be used in measuring circuits of float-type rotametric liquid and gaseous media consumption transformers with capacitance differential float shift transformer where float has to be movable electrode and is inaccessible for direct connection to measuring circuit. Capacitance of capacitive differential shift transformer is charged from dc sources with currents being equal in value but having different polarities. Equality of charging currents is kept non-changeable during whole working cycle of transformation. Due to this, complete compensation of charging currents is performed in capacitance of coupling of capacitive differential transformer, which results in elimination of effect of capacitance on result of transformation in circuits with pulse-width transformation.
EFFECT: improved efficiency of operation.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения измерительных схем поплавковых ротаметрических преобразователей расхода жидких и газообразных сред с емкостным дифференциальным преобразователем перемещения поплавка.The invention relates to measuring technique and can be used to build measuring circuits of float rotametric flow transducers of liquid and gaseous media with a capacitive differential transducer displacement of the float.

Емкостные дифференциальные преобразователи перемещения с подвижным общим электродом широко применяются в измерительной технике ввиду их высокой чувствительности, хорошей линейности функции преобразования, малой потребляемой мощности и ничтожно малым усилиям, возникающим на подвижном электроде за счет электростатических сил [1-3].Capacitive differential displacement transducers with a movable common electrode are widely used in measurement technology due to their high sensitivity, good linearity of the conversion function, low power consumption and negligible efforts arising on the movable electrode due to electrostatic forces [1-3].

Однако в ряде практически важных случаев (поплавковые уровнемеры, ротаметрические преобразователи расхода жидкостей и газов с емкостным дифференциальным преобразователем перемещения поплавка и др.) подвижный электрод емкостного дифференциального преобразователя недоступен для подсоединения к нему токоподвода. Кроме того, наличие токоподвода неминуемо оказывало бы на подвижный электрод дополнительное паразитное усилие, снижающее точность преобразователя. В этих случаях электрическая связь с подвижным электродом осуществляется за счет емкости связи, образуемой боковой поверхностью электропроводного поплавка и электромагнитным экраном (корпусом преобразователя). В частности, подобная конструкция емкостного дифференциального преобразователя описана в [1] на с.47. Эквивалентная схема такого преобразователя показана на фиг.1. На ней дифференциальные емкости, зависящие от положения подвижного электрода, обозначены как С1 и С2, а емкость связи как С3, Причем, доступный электрод емкости связи обычно заземлен, т.к. одновременно выполняет функции электромагнитного экрана и корпуса преобразователя. При питании такого преобразователя от источника гармонического тока и включении его в мостовую измерительную схему (как показано на фиг.2) отсутствие гальванического контакта с подвижным электродом и наличие емкости связи не вызывает проблем. Однако такая измерительная схема весьма чувствительна к паразитным распределенным емкостям, особенно при малых значениях дифференциальных емкостей емкостного дифференциального преобразователя, требует весьма тонкой индивидуальной настройки (с помощью подстроечного конденсатора С5, включаемого в мостовую схему) и неудобна для применения цифровых методов измерения. При попытках же включения такого преобразователя в измерительную схему с преобразованием измеряемой величины во временной интервал (схемы с частотно-импульсным или широтно-импульсным преобразованием) наличие емкости связи С3 приводит к серьезным осложнениям. Это связано с тем, что потенциал общей точки такого преобразователя (точки С на фиг.2) не остается неизменным в течение цикла преобразования, что приводит к сильной отрицательной обратной связи через эту емкость. Поэтому изменения дифференциальных емкостей С1 и С2 практически не оказывают влияния на выходной сигнал измерительной схемы. Аналогичные проблемы возникают и при попытках использования автогенераторных измерительных схем с частотным выходом, поскольку емкость связи С3 оказывается включенной в частотозадающие контуры обоих автогенераторов (последовательно с одной из дифференциальных емкостей). Это приводит к настолько сильной связи между автогенераторами, в контуры которых включены емкости С1 и С2 емкостного дифференциального преобразователя, что они взаимно синхронизируются и их частота практически не зависит от соотношения емкостей С1 и С2.However, in a number of practically important cases (float level gauges, rotametric flow sensors of liquids and gases with a capacitive differential transducer for displacing the float, etc.), the movable electrode of the capacitive differential transducer is not available for connecting a current lead to it. In addition, the presence of a current lead would inevitably exert an additional parasitic force on the movable electrode, which reduces the accuracy of the converter. In these cases, the electrical connection with the movable electrode is due to the communication capacitance formed by the lateral surface of the electrically conductive float and the electromagnetic shield (transducer housing). In particular, a similar design of a capacitive differential converter is described in [1] on p.47. An equivalent circuit of such a converter is shown in FIG. On it, differential capacitances, depending on the position of the movable electrode, are designated as C1 and C2, and the communication capacitance is C3. Moreover, the available electrode of the communication capacitance is usually grounded, simultaneously performs the functions of an electromagnetic screen and a converter housing. When powering such a converter from a harmonic current source and including it in a bridge measuring circuit (as shown in FIG. 2), the absence of galvanic contact with the movable electrode and the presence of a communication capacitance do not cause problems. However, such a measuring circuit is very sensitive to stray distributed capacitances, especially for small values of the differential capacitance of a capacitive differential transducer, it requires very fine individual tuning (using the tuning capacitor C5 included in the bridge circuit) and is inconvenient for using digital measurement methods. If you try to include such a converter in the measuring circuit with the conversion of the measured value into the time interval (circuits with pulse-frequency or pulse-width conversion), the presence of the communication capacitance C3 leads to serious complications. This is due to the fact that the potential of the common point of such a converter (point C in FIG. 2) does not remain unchanged during the conversion cycle, which leads to strong negative feedback through this capacitance. Therefore, changes in the differential capacitances C1 and C2 have practically no effect on the output signal of the measuring circuit. Similar problems arise when trying to use self-generated measuring circuits with a frequency output, since the communication capacitance C3 is included in the frequency-setting circuits of both self-oscillators (in series with one of the differential capacities). This leads to such a strong connection between the oscillators, in the circuits of which the capacitances C1 and C2 of the capacitive differential converter are included, that they are mutually synchronized and their frequency practically does not depend on the ratio of the capacities C1 and C2.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является нейтрализация влияния емкости связи емкостного дифференциального преобразователя перемещения с недоступным подвижным электродом при использовании измерительных схем с широтно-импульсным преобразованием.The technical problem to which the invention is directed is to neutralize the effect of the coupling capacitance of a capacitive differential displacement transducer with an inaccessible movable electrode when using measuring circuits with pulse-width conversion.

Данная задача решается путем обеспечения полной компенсации зарядных токов на емкости связи при изменении величины зарядов дифференциальных емкостей. Это достигается тем, что заряд дифференциальных емкостей С1 и С2 осуществляется равными по величине и противоположными по знаку токами, что обеспечивает их взаимную компенсацию в емкости связи С3, а следовательно, и отсутствие заряда на ней во время формирования длительностей временных интервалов, зависящих от значений дифференциальных емкостей преобразователя С1 и С2. Данный способ реализуется следующим образом. В начальный момент все емкости преобразователя должны быть полностью разряжены. Это легко осуществить с помощью аналоговых ключей, подсоединяемых к точкам А и В емкостного дифференциального преобразователя, и при их открывании замыкающих эти точки на землю. Далее эти ключи одновременно закрываются и начинается заряд дифференциальных емкостей С1 и С2 емкостного дифференциального преобразователя от подсоединенных к точкам А и В этого преобразователя источников постоянного тока одинаковой величины, но противоположной полярности. При этом напряжения на дифференциальных емкостях С1 и С2 будут изменяться по линейному закону в противоположных направлениях со скоростями, обратно пропорциональными значениям емкостей C1 и С2. Напряжение же на емкости связи С3 будет оставаться нулевым, т.к. через нее будут протекать равные по величине токи противоположной полярности, компенсирующие друг друга. Напряжения в точках А и В с помощью компараторов сравниваются с пороговыми значениями, задаваемыми от источников опорного напряжения равной величины и противоположной полярности (эти же источники опорных напряжений могут использоваться для формирования упомянутых выше источников тока). Первым сработает тот компаратор, который подсоединен к дифференциальной емкости, имеющей в данный момент меньшее значение. (Полярность пороговых напряжений, подаваемых на компараторы, должна соответствовать полярности напряжений на соответствующих дифференциальных емкостях при их заряде). При достижении порогового значения напряжения на второй дифференциальной емкости (которая в данный момент имеет большее значение) формируется импульс разряда дифференциальных емкостей, открывающий аналоговые ключи, подсоединенные к точкам А и В емкостного дифференциального преобразователя и одновременно заканчивается формирование выходного импульса, ширина которого будет определяться разностью моментов срабатывания компараторов. Для сохранения условий компенсации токов в емкости связи С3 линейная область заряда меньшей из дифференциальных емкостей при ее минимальном значении должна быть больше области линейного заряда большей из дифференциальных емкостей (которая при этом будет иметь максимально возможное значение). В этом случае ток, протекающий через меньшую из дифференциальных емкостей, останется неизменным и после достижения напряжения на ней порогового значения. Это условие будет соблюдаться при выборе абсолютной величины порогов срабатывания компараторов много меньшей максимально возможного (по абсолютной величине) выходного напряжения источников тока. При сохранении постоянства зарядных токов время от начального момента до срабатывания компаратора, подсоединенного к дифференциальной емкости с меньшим значением Т1, и длительность периода Тп, определяемая временем заряда большей емкости, могут быть рассчитаны по формуламThis problem is solved by providing full compensation of charging currents on the communication capacitance when changing the magnitude of the charges of differential capacities. This is achieved by the fact that the charge of the differential capacitances C1 and C2 is equal in magnitude and opposite in sign to the currents, which ensures their mutual compensation in the communication capacitance C3, and therefore the absence of charge on it during the formation of the duration of time intervals depending on the values of the differential capacities of the transducer C1 and C2. This method is implemented as follows. At the initial moment, all capacities of the converter must be completely discharged. This can be easily done using analog keys connected to points A and B of the capacitive differential transducer, and when they open these points short to ground. Further, these keys are simultaneously closed and the differential capacitance C1 and C2 of the capacitive differential converter starts charging from the DC sources of the same magnitude but of opposite polarity connected to points A and B of this converter. In this case, the voltages at the differential capacitances C1 and C2 will linearly change in opposite directions with speeds inversely proportional to the capacitances C1 and C2. The voltage at the communication capacitance C3 will remain zero, because equal in magnitude currents of opposite polarity will flow through it, compensating each other. The voltages at points A and B using comparators are compared with threshold values given from sources of a reference voltage of equal magnitude and opposite polarity (the same sources of reference voltage can be used to form the aforementioned current sources). The first to work is the comparator that is connected to the differential capacitance, which is currently of lesser importance. (The polarity of the threshold voltages supplied to the comparators must correspond to the polarity of the voltages at the corresponding differential capacitors when they are charged). When the threshold voltage value is reached at the second differential capacitance (which is currently of greater importance), a differential pulse is generated that opens the analog keys connected to points A and B of the capacitive differential converter and at the same time the formation of the output pulse ends, the width of which will be determined by the difference of moments triggering comparators. To preserve the conditions for compensation of currents in the communication capacitance C3, the linear region of the charge of the smaller of the differential capacitances at its minimum value should be greater than the region of the linear charge of the larger of the differential capacitances (which will have the maximum possible value). In this case, the current flowing through the smaller of the differential capacitances will remain unchanged even after the voltage on it reaches a threshold value. This condition will be met when choosing the absolute value of the thresholds of the comparators much less than the maximum possible (in absolute value) output voltage of the current sources. While maintaining the constancy of charging currents, the time from the initial moment to the operation of the comparator connected to a differential capacitance with a lower value of T 1 and the duration of the period T p determined by the charge time of a larger capacity can be calculated by the formulas

Figure 00000002
Figure 00000002

где См - меньшая из дифференциальных емкостей;where C m - the smaller of the differential capacitance;

Сб - большая из дифференциальных емкостей;C b - the largest of the differential capacitance;

U0 - абсолютная величина опорного напряжения;U 0 - the absolute value of the reference voltage;

Iз - абсолютная величина зарядных токов источников токов.I C - the absolute value of the charging currents of the current sources.

Если соединить выходы компараторов со входами триггера, то длительность импульса Ти, формируемого этим триггером, будет равна:If we connect the outputs of the comparators with the inputs of the trigger, then the pulse duration T and generated by this trigger will be equal to:

Figure 00000003
Figure 00000003

Обозначив через Cmin и Сmax минимальное и максимальное возможные значения дифференциальных емкостей С1 и С2 и через Сср - среднее значение дифференциальных емкостей, соответствующее их равенствуDenoting by C min and C max the minimum and maximum possible values of the differential capacitances C1 and C2 and by C cp the average value of the differential capacitances corresponding to their equality

C1=C2=Ccp,C1 = C2 = C cp ,

получимwe get

Tи min=0 при C1=C2=Ccp;T and min = 0 for C1 = C2 = C cp ;

Tи max=(Cmax-Cmin)U0/Iз.T and max = (C max -C min ) U 0 / I s .

Чтобы избежать двузначности отсчета (Ти будет одинаковым при противоположных соотношениях дифференциальных емкостей: С1/С2=С2/С1), достаточно определить какой из компараторов сработал первым - с положительным или отрицательным пороговым напряжением, что несложно осуществить как аппаратными, так и программными средствами (последнее возможно при построении измерительной схемы на основе микропроцессора).To avoid ambiguity frame (T and will be the same with opposite parities differential capacitance: C1 / C2 = C2 / C1) is sufficient to determine which of the comparators load the first - with a positive or negative threshold voltage, that is simple to implement both hardware and software ( the latter is possible when constructing a measuring circuit based on a microprocessor).

Данный способ позволяет осуществить и измерения относительной разности дифференциальных емкостейThis method allows you to measure the relative difference of the differential capacitance

Figure 00000004
Figure 00000004

Для этого достаточно определить отношение длительности импульса Ти к длительности периода ТП, определяемой соотношением (2), т.е. временем от начала заряда емкостей до срабатывания компаратора, подсоединенного к большей из дифференциальных емкостей.It is sufficient to determine the ratio of pulse duration T and duration T P for the period defined by (2), i.e. time from the beginning of the charge of the tanks to the operation of the comparator connected to the larger of the differential tanks.

Данный способ может быть реализован как традиционными аппаратными средствами, так и с помощью микропроцессора, с использованием счетно-импульсного метода измерения временных интервалов. Измерительная схема на базе микропроцессора является более экономичной, гибкой и удобной в эксплуатации, поэтому в качестве примера реализации данного способа рассмотрим именно ее.This method can be implemented both by traditional hardware and using a microprocessor using a pulse-counting method of measuring time intervals. A microprocessor-based measuring circuit is more economical, flexible, and convenient to use, therefore, we will consider it as an example of the implementation of this method.

Структурная схема на основе микропроцессора, реализующая описанный способ, представлена на фиг.3. Емкостной дифференциальный преобразователь 1, состоящий из дифференциальных емкостей С1 и С2 и емкости связи С3 выделен штриховым прямоугольником. Входы дифференциальных емкостей С1 и С2 подсоединены к аналоговым ключам 2 и 3 и к источникам тока 4 и 5 одинаковой величины, но разной полярности, а также ко входам соответствующих компараторов 7 и 8. Доступный электрод емкости связи С3 заземлен. На вторые входы компараторов 7 и 8 заведены опорные напряжения +U0 и -U0 одинаковой величины, но различной полярности от источника образцовых напряжений 6. Эти же опорные напряжения служат для формирования источников разнополярного тока 4 и 5, которые в этом случае представляют собой усилители с глубокой отрицательной обратной связью по току. Выходы компараторов 7 и 8 подключены к двухвходовой схеме «И» 9 и ко входам микропроцессора 11. Выход двухвходовой схемы «И» подсоединен ко входу одновибратора 10, выход которого подключен к управляющим входам аналоговых ключей 2 и 3.The microprocessor-based block diagram implementing the described method is shown in FIG. 3. Capacitive differential transducer 1, consisting of differential capacitances C1 and C2 and communication capacitance C3 is highlighted by a dashed rectangle. The inputs of the differential capacitances C1 and C2 are connected to analog switches 2 and 3 and to current sources 4 and 5 of the same magnitude but of different polarity, as well as to the inputs of the respective comparators 7 and 8. The accessible electrode of the communication capacitance C3 is grounded. The second inputs of comparators 7 and 8 are connected with reference voltages + U 0 and -U 0 of the same magnitude, but of different polarity from the source of reference voltages 6. The same reference voltages are used to form sources of bipolar current 4 and 5, which in this case are amplifiers with deep negative current feedback. The outputs of the comparators 7 and 8 are connected to the two-input circuit “And” 9 and to the inputs of the microprocessor 11. The output of the two-input circuit “And” is connected to the input of the single-shot 10, the output of which is connected to the control inputs of the analog keys 2 and 3.

Схема функционирует следующим образом. В исходном состоянии все емкости емкостного дифференциального преобразователя 1 полностью разряжены, поскольку аналоговые ключи 2 и 3 открыты. В начальный момент времени аналоговые ключи 2 и 3 закрываются и дифференциальные емкости С1 и С2 емкостного дифференциального преобразователя 1 начинают заряжаться от разнополярных источников постоянного тока 4 и 5. Поскольку зарядные токи равны по величине, но имеют противоположную полярность, то, суммируясь на емкости связи С3 емкостного дифференциального преобразователя 1, они компенсируют друг друга, а значит емкость С3 остается полностью разряженной. В то же время дифференциальные емкости С1 и С2 заряжаются этими токами линейно со скоростями, обратно пропорциональными величинам этих емкостей, причем емкость С1 заряжается с положительной полярностью, а емкость С2 - с отрицательной. Напряжение заряда на емкости С1 сравнивается компаратором 8 с опорным напряжением +U0, а напряжение заряда на емкости С2 сравнивается компаратором 7 с опорным напряжением -U0. Первым сработает компаратор, подсоединенный к меньшей емкости, т.к. она будет заряжаться быстрее. Но и после срабатывания компаратора эта емкость должна продолжать линейно заряжаться вплоть до момента срабатывания второго компаратора, подсоединенного к большей емкости. Лишь когда сработает и второй компаратор, двухвходовая схема «И» (9) откроется и сигнал поступит на одновибратор 10, вырабатывающий короткий прямоугольный импульс, поступающий на управляющие входы аналоговых ключей 2 и 3. Открываясь, аналоговые ключи 2 и 3 замыкают дифференциальные емкости С1 и С2 на землю, приводя к их полному разряду. При этом оба компаратора возвращаются в исходное состояние. В момент окончания управляющего импульса аналоговые ключи 2 и 3 закрываются, и весь цикл работы измерительной схемы повторяется. Поскольку на микропроцессор поступают сигналы с выходов обоих компараторов, то программно можно определить и момент начала цикла, и момент срабатывания первого компаратора (подсоединенного к меньшей из дифференциальных емкостей), и момент срабатывания второго компаратора (момент окончания цикла). Соответственно, не представляет труда программно определить Т1, Ти, Тп и их отношение, что позволяет определить См, Сб, ΔС=Сбм и ΔС/Сб в соответствии с выражениями (1-4). А по очередности срабатывания компараторов легко определить какая из дифференциальных емкостей больше, а какая меньше. Имея же функцию преобразования С=f (X) конкретного емкостного дифференциального преобразователя перемещения, несложно определить и измеряемое перемещение X.The scheme operates as follows. In the initial state, all capacitances of the capacitive differential converter 1 are completely discharged, since the analog keys 2 and 3 are open. At the initial moment of time, the analog switches 2 and 3 are closed and the differential capacitances C1 and C2 of the capacitive differential transducer 1 begin to be charged from bipolar sources of direct current 4 and 5. Since the charging currents are equal in magnitude but have opposite polarity, then summing up on the communication capacitance C3 capacitive differential transducer 1, they cancel each other, which means that the capacitance C3 remains completely discharged. At the same time, the differential capacitances C1 and C2 are charged with these currents linearly with speeds inversely proportional to the values of these capacities, with capacitance C1 being charged with positive polarity, and capacitance C2 with negative. The charge voltage at the capacitor C1 is compared by the comparator 8 with the reference voltage + U 0 , and the charge voltage at the capacitor C2 is compared by the comparator 7 with the reference voltage -U 0 . The first to work is a comparator connected to a smaller capacity, because It will charge faster. But even after the comparator is activated, this capacity should continue to be charged linearly until the second comparator is connected, connected to a larger capacity. Only when the second comparator works, the two-input circuit “I” (9) will open and the signal will go to a single-shot 10, producing a short rectangular pulse, which is fed to the control inputs of analog keys 2 and 3. Opening, analog keys 2 and 3 close the differential capacitances C1 and C2 to the ground, leading to their full discharge. In this case, both comparators return to their original state. At the end of the control pulse, the analog keys 2 and 3 are closed, and the entire cycle of the measuring circuit is repeated. Since the signals from the outputs of both comparators are fed to the microprocessor, it is possible to programmatically determine both the moment of the beginning of the cycle, the moment of operation of the first comparator (connected to the smaller of the differential capacitors), and the moment of operation of the second comparator (time of the end of the cycle). Accordingly, it is not difficult to programmatically determine T 1 , T and , T p and their ratio, which makes it possible to determine C m , C b , ΔC = C b -C m and ΔC / C b in accordance with expressions (1-4). And by the sequence of operation of the comparators, it is easy to determine which of the differential capacitances is larger and which is smaller. Having the conversion function C = f (X) of a specific capacitive differential displacement transducer, it is not difficult to determine the measured displacement X.

Предлагаемый способ и реализующая его измерительная схема особенно удобны для построения счетчика расхода газа на основе ротаметрического поплавкового первичного преобразователя с емкостным дифференциальным преобразователем перемещения поплавка, поскольку не требует индивидуальных регулировок, позволяя, в то же время, легко осуществлять индивидуальную тарировку всего счетчика при прямом отсчете в единицах объемного расхода газа.The proposed method and the measuring circuit that implements it are especially convenient for constructing a gas flow meter based on a rotametric float primary transducer with a capacitive differential transducer for displacing the float, since it does not require individual adjustments, while at the same time it is easy to individually calibrate the entire counter for direct readout in units of volumetric gas flow.

ЛитератураLiterature

1. Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин. - М. - Л.: Энергия, 1966. - 690 с.1. Turichin A.M. Electrical measurements of non-electrical quantities. - M. - L.: Energy, 1966 .-- 690 p.

2. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин (измерительные преобразователи). - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.2. Levshina E.S., Novitsky P.V. Electrical measurements of physical quantities (measuring transducers). - L .: Energoatomizdat, 1983 .-- 320 p.

3. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические измерения и приборы. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа. 1989. - 456 с.3. Farzane N.G., Ilyasov L.V., Azim-zade A.Yu. Technological measurements and instruments. Textbook for high schools. - M .: Higher school. 1989 .-- 456 p.

Claims (2)

1. Способ нейтрализации емкости связи емкостного дифференциального преобразователя перемещения с недоступным подвижным электродом при использовании метода преобразования во временной интервал, заключающийся в одновременном заряде дифференциальных емкостей емкостного дифференциального преобразователя перемещения от источников постоянного тока и сравнении величины напряжений заряда этих емкостей с установленными пороговыми значениями, отличающийся тем, что дифференциальные емкости заряжаются разнополярными, но равными по абсолютной величине токами, причем равенство зарядных токов сохраняется во время всего рабочего цикла преобразования, благодаря чему в емкости связи емкостного дифференциального преобразователя осуществляется их полная взаимная компенсация.1. The method of neutralizing the coupling capacitance of a differential motion transducer with an inaccessible movable electrode when using the time-domain conversion method, which consists in simultaneously charging the differential capacitance of a capacitive differential motion transducer from DC sources and comparing the voltage values of the capacitance of these capacitors with the set threshold values, characterized in that differential capacitances are charged bipolar, but equal in absolute value tnoj magnitude of currents being equal charging currents is maintained during the entire conversion cycle, whereby a capacitance connection of the capacitive differential transducer made their full mutual compensation. 2. Измерительная схема, реализующая способ по п.1, содержащая емкостной дифференциальный преобразователь перемещения с недоступным подвижным электродом, подключенным к измерительной схеме с помощью емкости связи, два подключенных к дифференциальным емкостям этого преобразователя источника тока и подключенные к тем же точкам два аналоговых ключа и два компаратора, на вторые входы которых подаются опорные напряжения от источника образцовых напряжений, а выходы которых подключены к микропроцессору, отличающаяся тем, что используются разнополярные источники опорных напряжений, полярность которых соответствует полярности используемого источника тока, а выходы подключены ко вторым входам компараторов, выходы которых подсоединены параллельно к входам микропроцессора и двухвходовой схеме И, выход которой соединен с входом одновибратора, а выход последнего - с управляющими входами аналоговых ключей, причем в течение всего цикла преобразования сохраняется равенство абсолютных значений зарядных токов за счет выбора необходимого соотношения между величиной пороговых напряжений и максимально возможными значениями выходных напряжений источников тока, зависящих от соотношения минимального и максимально возможных значений дифференциальных емкостей емкостного дифференциального преобразователя.2. A measuring circuit that implements the method according to claim 1, comprising a capacitive differential displacement transducer with an inaccessible movable electrode connected to the measuring circuit using a communication capacitance, two analog switches connected to the differential capacitances of this current source transducer, and two analog switches connected to the same points two comparators, the second inputs of which are supplied with reference voltages from a source of reference voltages, and the outputs of which are connected to a microprocessor, characterized in that they are used once non-polar sources of reference voltages, the polarity of which corresponds to the polarity of the current source used, and the outputs are connected to the second inputs of the comparators, the outputs of which are connected in parallel to the inputs of the microprocessor and the two-input I circuit, the output of which is connected to the input of a single-shot, and the output of the latter is connected to the control inputs of analog keys, moreover, throughout the entire conversion cycle, the equality of the absolute values of the charging currents is maintained by choosing the necessary ratio between the threshold voltage values yazheny and maximum possible values of the output voltages of the current sources, depending on the ratio of the minimum and maximum possible values of differential capacitances of capacitive differential transducer.
RU2003120756/28A 2003-07-07 2003-07-07 Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode RU2262078C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120756/28A RU2262078C2 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120756/28A RU2262078C2 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003120756A RU2003120756A (en) 2005-01-10
RU2262078C2 true RU2262078C2 (en) 2005-10-10

Family

ID=34881548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003120756/28A RU2262078C2 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2262078C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТУРИЧИН А.М. Электрические измерения неэлектрических величин. М.- Л.: Энергия, 1966. с.44-52. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003120756A (en) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110169768A1 (en) Electrostatic detection device, information apparatus, and electrostatic detection method
JPH0718900B2 (en) Method and apparatus for measuring resistance ratio in resistance half bridge
CN105652099B (en) A kind of micro- capacitance difference detection method based on switching circuit
CN111307183A (en) Dynamic measuring circuit of array type capacitive sensor
EP0742445A2 (en) Method and apparatus for measuring the change in capacitance values in dual capacitors
CN111693784A (en) Weak capacitance change measuring circuit
JP2005301974A (en) Coordinate position detector
CN211855373U (en) Dynamic measuring circuit of array type capacitive sensor
RU2262078C2 (en) Method and device for neutralizing capacitance of coupling of differential shift transformer with inaccessible movable electrode
US11683035B2 (en) Touch or proximity sensing system and method
JP2005140657A (en) Capacity change detecting circuit for electrostatic capacity type sensor
JPS5840125B2 (en) Seidenyouriyou - Chiyokuryuden Atsuhen Kansouchi
RU84969U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF DIELECTRIC LIQUIDS
CN114415553A (en) Scanning driving system and method of photoelectric device
JPS62121312A (en) Electrostatic capacity/voltage converting circuit
CN109683024B (en) Neuron bionic circuit and capacitance detection system
RU2589771C1 (en) Capacitance-voltage measuring transducer
JP4811987B2 (en) CV conversion circuit
Sreenath et al. A novel closed-loop SC capacitance-to-frequency converter with high linearity
JP3322726B2 (en) Capacitance detection circuit
US7224193B2 (en) Current-voltage conversion circuit
RU2272298C1 (en) Capacity transformer of movements
US12028062B2 (en) Touch or proximity sensing system and method
Areekath et al. A closed-loop capacitance to pulse-width converter for single element capacitive sensors
Mohan et al. Novel signal conditioning circuit for push-pull type capacitive transducers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060708