RU43353U1 - Дифференциальный емкостной измеритель перемещений - Google Patents
Дифференциальный емкостной измеритель перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU43353U1 RU43353U1 RU2004123139/22U RU2004123139U RU43353U1 RU 43353 U1 RU43353 U1 RU 43353U1 RU 2004123139/22 U RU2004123139/22 U RU 2004123139/22U RU 2004123139 U RU2004123139 U RU 2004123139U RU 43353 U1 RU43353 U1 RU 43353U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- potential
- meter
- phase
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использован для измерения линейных и угловых перемещений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Дифференциальный емкостной измеритель перемещений содержит секционированные потенциальный, токовый электроды с возможностью относительного перемещения, генератор, делитель частоты, фазорасщепитель, выходные сигналы которого возбуждают секции потенциального электрода, усилитель, подсоединенный к секциям токового электрода, измеритель разности фаз. Новым в дифференциальном емкостном измерителе перемещения является то, что в него введены фазовращатель, измеритель разности фаз. При этом усилитель подсоединен к первому входу измерителя разности фаз, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к выходу делителя частоты и к выходу генератора, количество секций в токовом электроде равно двум и они перекрывают все секции потенциального электрода над которым электрическое поле изменяется от 0 до 360 градусов электрических и количество которых равно количеству выходов фазорасщепителя, подсоединенного к ним. Зазор между секциями потенциального и секциями токового электродов равен минимально допустимой величине. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей за счет измерения абсолютного значения положения подвижной части измерителя относительно его неподвижной части.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения линейных или угловых перемещений.
Известен емкостной датчик перемещений, содержащий разделенные на секции потенциальный и токовый электроды, установленные с возможностью относительного перемещения в направлении изменения площади их взаимного перекрытия, генератор, делитель частоты, усилитель. [1]
Однако, недостатком такого устройства является то, что этот емкостной датчик измеряет только величину и направление перемещения, но не определяет абсолютное значение положения подвижной части измерителя относительно неподвижной.
Наиболее близким по технической сущности является дифференциальный емкостной измеритель перемещений, содержащий секционированные потенциальный и токовый электроды, установленные в параллельных плоскостях с возможностью относительного перемещения в направлении изменения площади их взаимного перекрытия, генератор, выход которого подсоединен к входу делителя частоты, усилитель, подсоединенный к секциям токового электрода. [2]
Однако, недостатком такого устройства является то, что данный измеритель перемещений накапливающего типа не измеряет абсолютное значение положения подвижной части измерителя относительно неподвижной.
Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет измерения не только величины и направления перемещения, но и измерение абсолютного значения положения подвижной части измерителя относительно неподвижной.
Указанная цель достигается тем, что в известный дифференциальный емкостной измеритель перемещений [2], содержащим секционированные потенциальный и токовый
электроды, установленные в параллельных плоскостях с возможностью относительного перемещения в направлении изменения площади их взаимного перекрытия, генератор, выход которого подсоединен к входу делителя частоты, усилитель, подсоединенный к секциям токового электрода, введены фазорасщепитель и измеритель разности фаз. При этом усилитель подсоединен к первому входу измерителя разности фаз, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к выходу делителя частоты и к выходу генератора. Количество секций в токовом электроде равно двум и они перекрывают все секции потенциального электрода, над которым электрическое поле изменяется от 0 до 360 градусов электрических и количество которых равно количеству выходов фазорасщепителя, подсоединенного к ним, зазор между секциями потенциального и секциями токового электродов равен минимально допустимой величине.
В результате введения дополнительных устройств - фазорасщепителя, измерителя разности фаз и дополнительных связей между имеющимися и вновь введенными устройствами, обеспечивается реализация фазового метода, т.е. когда разность фаз между опорньм импульсным сигналом и измеряемым импульсньм сигналом линейно изменяется от 0 до 360 градусов электрических при изменении углового положения от О до 360 градусов угловых или при изменении линейного положения от 0 до любой выбранной конечной длины. Каждому электрическому градусу будет соответствовать свое значение углового или линейного положения. При этом предлагаемый измеритель перемещения также измеряет величину и направление перемещения.
Работа дифференциального емкостного измерителя перемещения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена блок-схема одного из вариантов дифференциального емкостного измерителя перемещений, в частности углового перемещения, с потенциальным электродом, который содержит восемь секций, с токовым электродом, содержащим две секции. Количество секций потенциального электрода может меняться от 3 до N, количеств секций токового электрода может быть только N=2.
На фиг.2 отдельно показаны потенциальный и токовый электроды измерителя линейного перемещения. При этом потенциальный электрод содержит шестнадцать секций, а токовый две секции.
Зазор между секциями потенциального и зазор между секциями токового электродов равен минимально допустимой величине.
На фиг.3 показана временная диаграмма выходных сигналов с фазорасщепителя для N=8, где N - количество выходов с фазорасщепителя 5.
На фиг.4 показана временная диаграмма выходных сигналов с формирователя импульсов сдвига фаз UΔφ 10 и электронного ключа Uэк 12.
Дифференциальный емкостной измеритель перемещений содержит потенциальный электрод 1, токовый электрод 2, образующие два дифференциальных конденсатора, генератор 3, делитель частоты 4, фазорасщепитель 5, усилитель 6, измеритель разности фаз 7. Предложенный вариант измерителя разности фаз содержит фильтр 8, формирователь импульсов 9, формирователь импульсов сдвига фаз 10, электронный ключ 11, счетчик импульсов 12.
Дифференциальный емкостной измеритель перемещения работает следующим образом.
К секциям потенциального электрода 1 прикладываются одинаковые по амплитуде, частоте, форме, но различающиеся по фазе сигналы (фиг.3). Эти сигналы организованы генератором 3, делителем частоты 4 и фазорасщепителем 5. На фиг.3 показаны возбуждающие сигналы для восьми секций потенциального электрода. Для измерителя углового положения количество секций потенциального электрода 1 и количество выходов с вазорасщепителя 5 одинаково. Для измерения линейного перемещения количество секций потенциального электрода в два раза больше, чем количество выходов с фазорасщепителя 5. При этом возбуждающие сигналы с последнего возбуждают параллельно все секции потенциального электрода, как показано на фиг.3. Итак, в варианте (см. фиг.1, фиг.2) фазорасщепитель 5 вырабатывает сигналы с фазой 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°. Над секциями потенциального электрода создается электрическое периодическое поле, изменяющееся о 0 до 360 градусов электрических, которое передается на две секции токового электрода. Каждая из двух секций токового электрода перекрывает либо целое число секций и равное их половине N/2, либо целое число секций N/2-1 плюс две оконечные секции, перекрытые не полностью. В результате появляется методическая погрешность, обусловленная дискретностью. При увеличении количества секций потенциального электрода 1 и выходных сигналов с фазорасщепителя 5 вышеупомянутая погрешность уменьшается.
Вследствие непараллельности и экцентриситета поверхностей потенциального и токового электрода имеет место однопериодная инструментальная погрешность, которая значительно снижается за счет наличия двух секций в токовом электроде и дифференциального их подключения к усилителю 6. Итак, сигнал с усилителя 6, проходя на первый вход измерителя разности фаз 7 через фильтр 8, выделяющий первую гармонику, формирователь импульсов 9, формируется как сигнал Ux, имеющий фазовый сдвиг по отношению к Uo, сформированного делителем частоты 4 и прошедшего на второй вход измерителя разности фаз 7. Оба сигнала Ux и Uo подаются на первый, второй входы формирователя импульсов сдвига фаз 10, на выходе которого формируется
импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна величине фазового сдвига между Ux и Uo, а следовательно и величине угла поворота или величине линейного перемещения подвижной части измерителя относительно неподвижной. Импульсный сигнал с формирователя импульсов сдвига фаз, 10, поступающий на первый вход электронного ключа 11, открывает для прохождения через второй его вход импульсов тактовой частоты с генератора 3, на вход счетчика импульсов 12, который является также третьим входом измерителя разности фаз 7.
Таким образом, в счетчике импульсов регистрируется количество импульсов тактовой частоты, пропорциональное величине фазового сдвига между Ux и Uo. Временная диаграмма выходных сигналов с формирователя импульсов сдвига фаз UΔφ и электронного ключа Uэк для величины фазового сдвига Δφ между Ux и Uo представлена на фиг.4.
Предлагаемый дифференциальный емкостной измеритель перемещений имеет расширенные функциональные возможности, т.к. обеспечивает абсолютное измерение положения подвижной части измерителя относительно неподвижной.
Источники информации:
1. Емкостной датчик перемещений, авторское свидетельство №1696846 G 01 B 7/00.
2. Дифференциальный емкостной измеритель перемещений, авторское свидетельство №1813198 G 01 B 7/00.
Claims (1)
- Дифференциальный емкостной измеритель перемещения, содержащий секционированные потенциальные и токовые электроды, установленные в параллельных плоскостях с возможностью относительного перемещения в направлении изменения площади их взаимного перекрытия, генератор, выход которого подсоединен ко входу делителя частоты, усилитель, подсоединенный к секциям токового электрода, отличающийся тем, что он снабжен фазорасщепителем, измерителем разности фаз, при этом выход усилителя подсоединен к первому входу измерителя разности фаз, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к выходу делителя частоты и к выходу генератора, количество секций в токовом электроде равно двум и они перекрывают все секции потенциального электрода, над которыми электрическое поле изменяется от 0 до 360 градусов и количество которых равно количеству выходов фазорасщепителя, подсоединенного к ним, зазор между секциями потенциального и секциями токового электродов равен минимально допустимой величине.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004123139/22U RU43353U1 (ru) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | Дифференциальный емкостной измеритель перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004123139/22U RU43353U1 (ru) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | Дифференциальный емкостной измеритель перемещений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU43353U1 true RU43353U1 (ru) | 2005-01-10 |
Family
ID=34882149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004123139/22U RU43353U1 (ru) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | Дифференциальный емкостной измеритель перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU43353U1 (ru) |
-
2004
- 2004-07-28 RU RU2004123139/22U patent/RU43353U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0535801B2 (ru) | ||
JPS6093312A (ja) | 容量式変位測定機 | |
US8198888B2 (en) | Method and system for determining the distance between a profiled surface and a functional surface moving in relation thereto by using measurement coils and a reference coil | |
CN101287964B (zh) | 电容测量范围的信号处理方法 | |
US4444064A (en) | Electromagnetic torque measuring instrumentation for a rotating shaft | |
WO2015115054A1 (ja) | 位置センサ | |
CA2805369C (en) | Measuring apparatus | |
RU43353U1 (ru) | Дифференциальный емкостной измеритель перемещений | |
RU2265800C1 (ru) | Дифференциальный емкостной измеритель перемещений | |
SU1095101A1 (ru) | Устройство дл контрол многослойных диэлектриков | |
EP3299770B1 (en) | Inductive sensor device | |
JP5865059B2 (ja) | 波形測定器 | |
EP0241913A2 (en) | Method and circuitry for detecting signals of capacitance type transducers for measuring positions | |
JP2738996B2 (ja) | 変位測定装置 | |
JP2909338B2 (ja) | 変位測定装置 | |
KR100980168B1 (ko) | 위상차 검출 장치 및 회전 위치 검출 장치 | |
SU574639A1 (ru) | Устройство дл измерени улга закручивани вала | |
JP2568322B2 (ja) | 絶対測定用変位測定装置 | |
SU993111A1 (ru) | Устройство дл электромагнитного контрол электропровод щих материалов | |
SU918879A1 (ru) | Широкопредельный фазометр | |
SU1696846A1 (ru) | Емкостной датчик перемещений | |
SU415606A1 (ru) | ||
RU1813198C (ru) | Дифференциальный емкостной измеритель перемещений | |
SU945679A1 (ru) | Устройство дл измерени резонансной частоты изделий | |
SU970259A1 (ru) | Двухчастотное фазометрическое устройство инфранизких частот |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080729 |