SU1019364A2 - Capacitive measuring device - Google Patents

Capacitive measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU1019364A2
SU1019364A2 SU813374276A SU3374276A SU1019364A2 SU 1019364 A2 SU1019364 A2 SU 1019364A2 SU 813374276 A SU813374276 A SU 813374276A SU 3374276 A SU3374276 A SU 3374276A SU 1019364 A2 SU1019364 A2 SU 1019364A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistors
resistors
zero
diodes
resistor
Prior art date
Application number
SU813374276A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марат Мансурович Сиразетдинов
Original Assignee
Sirazetdinov Marat M
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 Sirazetdinov Marat M filed Critical Sirazetdinov Marat M
Priority to SU813374276A priority Critical patent/SU1019364A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1019364A2 publication Critical patent/SU1019364A2/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к контрольно измерительной технике, в частности к емкостным измерительным преобразо вател м перемещени  и его параметров, а также взаимной непараллельности и неплоскостности различных объектов. По основному авт. св. № 756315 известно емкостное измерительное устройство , содержащее электронный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу генератора пр моугольных импульсов, основную и дополнительную диодно-резисторные цепи, аноды диодов которых подключены к выходу электрон ного ключа,, катоды через резисторы .соединены с измерительным прибором, емкостный датчик .и конденсатор сравив ни , подключенные между общей шиной и точками соединение катодов диодов и резисторов соответственно основной и дополнительной диодно-резисторных цепей. Измерительный прибор показывает разность токов разр да, пропорциональную при прочих равных услови х разности емкостей конденсаторов р Устройство обладает низк&й точностью измерени , обусловленной неоднородностью электрического пол  в зазоре между пластинами емкостного датчика . Целью изобретени   вл етс  расшире ние функциональных возможностей и повышение точности изменений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что емкостное измерительное устройство , содержащее электронный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу генератора пр моугольных импульсов , основную и первую дополнительную диодно-резисторные цепи, аноды диодов которых объединены и подключены к выходу электронного ключа, катоды через резисторы соединены с измерительным прибором, емкостный дат чик и конденсатор сравнени , подключенные между общей шиной и точками соединени  катодов диодов и резисторов соответственно основной и первой дополнительной диодно-резисторных цепей , снабжено четырьм  дополнительными диодно-резисторными цеп ми, двум  дифференциальными усилител ми, нуль-органом, причем аноды диодов диодно-резисторных цепей объединены и подключены к выходу электронного ключа, общие выводы катодбв диодов и резисторов соединены с выводами кольцевого электрода датчика, выполненного 8 виде четырех изолированных друг ОТ друга равных частей, охватывающих чувствительный электрод датчика, входы дифференциальных усилителей под ключены соответственно к резисторам дополнительных диодно-резисторных цепей попарно-противоположных сегмеитрв , а входы нуль-органа соединены с выходами дифференциальных усилителей . При этом нуль-орган выполнен в виде двух пар транзисторных ключей различного типа проводимости, базы транзисторов каждой пары подключены к входам нуль-органа, коллекторы подключены к шинам источника питани  через сэетоизлучающие диоды, эмиттеры соединены через резисторы с общей шиной двух транзисторов, выводы база-эмиттер каждого из которых подключены , к эмиттерам транзисторов одной из пар транзисторных ключей, а коллекторы объединены и подключеньг через резистор к шине источника питани  эмиттерного повторител , вход которого подключен к коллекторам транзисторов, а выход соединен через светоизлучающий диод с общей шиной. На чертеже приведена Функциональна  электрическа  рхема устройства. Устройство содержит генератор 1 пр моугольных импульсов, к выходу которого подключен управл ющий вход электронного ключа 2, основную диодно-резисторную цепь, состо щую из диода 3 и резистора , а также дополнительные диодно-резисторные цепи, образованные диодами 5-9 и соответствующими резисторами 1-0-1. Катоды диодов 3 и 5 соединены соответственно с чувствительным электродом 15 мкостного датчика и незаземленным выводом конденсатора 16 сравнени , а через резисторы и 10 с входами измерительного прибора 17. Катоды диодов 6 и 8 соединены с част ми 18 и 19 кольцевого электрода и через резисторы 11 и 13 с входами дифференциального усилител  20. Катоды диодов 7 и 9 соединены с част ми 21 и 22 кольцевого электрода и через резис- торы 12 и 14.с входами дифференциального усилител  23. Регулируемые резисторы 24 и 25 компенсируют разброс параметров дифференциальных усилителей , резисторов, диодов и частей кольцевого электрода емкостного датчика. Конденсаторы 26-29 образуют совместно с резисторами 11-14 дополнительных диодно-резисторных цепей фильтры низ ких частот. Выходы диф1)еренциальных усилителей 20 и 23 соединены с входа ми нуль-органа 30. Нуль-орган содержит две пары транзисторных ключей ЗЬ 32 и 33, З на транзисторах различного типа проводимости, в коллекторные цепи которых включены светоиз л{/чающив диоды 35, 36 и 37, 38. Базы транзисторов соответственно объедииены и подключены к входным нуль-органа, а Эмиттеры соединены с общейшиной через резисторы 39, 0 и 1, 42, Переходы база-эмиттер траи . зисторов и соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 31, 32 и 33, 3, а коллекторы объединены и соединены с шиной источника питани  через резистор 45. К коллекторам транзисторов 43 и 44 подключей вход эмиТтерного повторител  46, на выходе которого включен светоизлучающий диод 47. Устройство работает следук цим о6разйм ,- ,; :.-;.. ;-,:;в точках соединени  диодов и резисторов диодно-резисторных цепей фо мируютс  пр моугольные импульсы напр жени  с длительност ми спада, завис щими при прочих равных услови х от емкости между чувствительным электродом 15, част ми 18, 15 21, 22 кольцевого электрода и заземлённым электродом. Поэтому измерительный прибор 17 показывает разность токов разр да конденсатора 16 сравнени  и конденсатора, образованного чувствите/ ьным электродом 15 и заземленным электродом. При параллельном.положении пластин емкостного датчика токи разр да конденсаторов, образованных част ми 18, 19, 21 и 22 кольцевого электрода, протекающие в соответствующих резисторах 11-14, равны между собой. При соответствукйдих положени  движков резисторов 24 и 25 на входах {дифференциальных усилителей 20 и 23 напр жени , пропорциональные средним значени м токов разр да, одинаковы,, и на выходах дифференциальных усилителей 20 и 23 напр жение отсутствует Транзисторные ключи закрыты,.. светоизлучающие диоды 35-38 не гор т, и токи в резисторах отсутствуют. Транзисторы 43 и 44 наход тс  в зёкрытом состо нии, и в точке соединени  их коллекторов потенциал OTHQсительно общей шины высокий. Под действием выходного тока эмиттерного . повторител  46 свётоизлучащий диод 47 зажигаетс  и сигна11из йрует о параллельном положении п11астин емкОст- : ного датчика. При наруиении параллельности по одной из осей емкостного датчика нарушаетс  равенство токов разр да конденсаторба, образованных противоположными част ми кольцевого электрода, например ток разр да в резисторе 13 возрастает, а ток разр да в резисторе 11 уменьшаетс  . Это вызывает по  в ение на выходе дифференциальнаго 20 на пр жени  гюложителъкюй пол рности, открывающего транзисторный к юч 31, коллекторный ток которого зажигает светоизлучающий диод 35 Свечение светоизлучающего диода 35 сигнализирует о непараллельностй пластин емкостного . дат«тка. Ток, протекающий в резисторе 39, создает напр жение смещени , приложенное К переходу. база-эмиттер транэисто| а l3 через резистор 40 и открывающее тран истор 43. В точке соединени  коллекторов транзисторов 43 н 4 потенциал относительно общей шины падает, и ев тоизлучающий диод 47 гаснет в результате уменьшени  выходного тока эмиттерного повторител  46. I Схема работает аналогично при нарушении параллельности противоположного знака или по другой оси емкостного датчика, причем при нарушений параллельности по обеим ос м открываютс  одновременно транзисторы 43 и 44. Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерени  перемещени  за счет непрерывного контрол  параллельности положени  пластин емкостного датчика.The invention relates to a control measuring technique, in particular to capacitive measuring transducers of displacement and its parameters, as well as mutual non-parallelism and non-flatness of various objects. According to the main author. St. 756315 a capacitive measuring device containing an electronic key is known, the control input of which is connected to the output of the square pulse generator, the main and additional diode-resistor circuits, the anodes of the diodes of which are connected to the output of the electronic key, cathodes through resistors are connected to the measuring device , capacitive sensor. and a capacitor comparing, connected between the common bus and points, the connection of the cathodes of the diodes and resistors, respectively, of the main and additional diode-resistor circuits. The measuring device shows the difference in discharge currents, which is proportional to the difference in capacitance capacitances, other conditions being the same. The device has a low measurement accuracy due to the inhomogeneity of the electric field in the gap between the plates of the capacitive sensor. The aim of the invention is to enhance the functionality and increase the accuracy of the changes. The goal is achieved by the fact that a capacitive measuring device containing an electronic key, the control input of which is connected to the output of the square pulse generator, the main and the first additional diode-resistor circuits, the anodes of the diodes of which are combined and connected to the output of the electronic key, the cathodes are connected through resistors with a measuring device, a capacitive sensor and a comparison capacitor connected between the common bus and the connection points of the cathodes of the diodes and resistors, respectively, of the main and the first An additional diode-resistor circuits, equipped with four additional diode-resistor circuits, two differential amplifiers, a zero-organ, the anodes of diodes of the diode-resistor circuits combined and connected to the output of the electronic switch, the common terminals of the cathode diodes and resistors are connected to the terminals of the ring electrode a sensor made 8 of four equal parts isolated from each other, covering the sensitive electrode of the sensor, the inputs of the differential amplifiers are connected respectively to the resistor m additional diode-resistor circuits pairwise-opposite segmetivrv, and the inputs of the null organ are connected to the outputs of differential amplifiers. In this case, the zero-organ is made in the form of two pairs of transistor switches of different conductivity type, the bases of the transistors of each pair are connected to the inputs of the zero-organ, the collectors are connected to the power supply buses via network-emitting diodes, the emitters are connected through resistors to a common bus of two transistors, the base outputs the emitter of each of which is connected to the emitters of the transistors of one of the pairs of transistor switches, and the collectors are connected and connected via a resistor to the power supply bus of the emitter follower, whose input is under for prison to the collectors of transistors, and an output connected via a light emitting diode to a common bus. The drawing shows the functional electrical circuit of the device. The device contains a generator of rectangular pulses, the output of which is connected to the control input of the electronic switch 2, the main diode-resistor circuit consisting of diode 3 and a resistor, as well as additional diode-resistor circuits formed by diodes 5-9 and the corresponding resistors 1 -0-1. The cathodes of diodes 3 and 5 are connected respectively to the sensitive electrode of the 15-gauge sensor and the ungrounded terminal of the comparison capacitor 16, and through resistors and 10 to the inputs of the measuring device 17. The cathodes of the diodes 6 and 8 are connected to parts 18 and 19 of the ring electrode and through resistors 11 and 13 with the inputs of the differential amplifier 20. The cathodes of the diodes 7 and 9 are connected to parts 21 and 22 of the ring electrode and through the resistors 12 and 14. with the inputs of the differential amplifier 23. Adjustable resistors 24 and 25 compensate for the variation of the parameters of the differential voltage. Silitele, resistors, diodes and parts of the ring electrode of a capacitive sensor. The capacitors 26-29 together with the resistors 11-14 form additional diode-resistor circuits low-pass filters. The outputs differential1) of the potential amplifiers 20 and 23 are connected to the inputs of the zero-organ 30. The zero-body contains two pairs of transistor switches ЗЬ 32 and 33, З on transistors of different conduction types, in the collector circuits of which are included light-emitting diodes 35, 36 and 37, 38. The bases of the transistors, respectively, are combined and connected to the input of the zero-organ, and the Emitters are connected to the common line through resistors 39, 0 and 1, 42, Base-emitter transitions of the trays. and connected to the emitters of transistors 31, 32 and 33, 3, and the collectors are connected and connected to the power supply bus through a resistor 45. Plug collectors of transistor 46 and 44 into the collectors of transistors 43 and 44, the output of which is connected to a light emitting diode 47. The device works sled cim o6razym, -,; : .-; ..; -,:; at the junction points of the diodes and resistors of the diode-resistor circuits form rectangular voltage pulses with decay durations that depend, other things being equal, on the capacitance between the sensing electrode 15, parts 18 , 15 21, 22 ring electrode and grounded electrode. Therefore, the meter 17 shows the difference in discharge currents of the comparison capacitor 16 and the capacitor formed by the sensing electrode 15 and the grounded electrode. When the capacitive sensor plates are parallel. The discharge currents of the capacitors formed by the parts 18, 19, 21 and 22 of the ring electrode, flowing in the corresponding resistors 11-14, are equal to each other. At the respective positions of the resistor motors 24 and 25 at the inputs of the differential voltage amplifiers 20 and 23, proportional to the average discharge current, the same, and there are no voltages at the outputs of the differential amplifiers 20 and 23, light-emitting diodes 35 -38 is not hot, and there are no currents in the resistors. The transistors 43 and 44 are in the open state, and at the junction point of their collectors, the potential OTHQ is relatively common bus. Under the action of the emitter output current. A repeater 46, a light-emitting diode 47 is ignited and signals a parallel position of a capacitance sensor. If parallelism occurs along one of the axes of the capacitive sensor, the discharge current of the capacitor formed by the opposite parts of the ring electrode is violated, for example, the discharge current in resistor 13 increases and the discharge current in resistor 11 decreases. This causes the output at the output of a differential 20 on the voltage of the polarity opening transistor to 31, the collector current of which ignites the light emitting diode 35. The glow of the light emitting diode 35 signals the capacitance of the plates. dates The current flowing in the resistor 39 creates a bias voltage applied to the K junction. base emitter transeisto | and l3 through a resistor 40 and opening a transistor 43. At the junction point of the collectors of transistors 43 n 4, the potential relative to the common bus drops, and the emitting diode 47 goes out as a result of decreasing the output current of the emitter follower 46. I Circuit works the same way on the other axis of the capacitive sensor, with transistors 43 and 44 simultaneously opening in the case of parallelism violations on both axes. The application of the proposed device allows to increase the measurement accuracy by moving by continuously monitoring the position of the parallel plates of a capacitive sensor.

Claims (2)

1. ЕМКОСТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. If 756315, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения Точности измерений, оно снабжено четырьмя дополнительными диодно-резисторными цепями, двумя дифференциальными усилителями, нуль-органом, причем аноды диодов диодно-резисторных цепей объединены и подключены к выходу электронного ключа, общие выводы катодов диодов и резисторов соединены с выводами кольцевого электрода датчика, выполненного в виде четырех изолированных друг от друга равных частей, обхватывающих чувствительный электрод датчи ка, входы дифференциальных усилителей подключены соответственно к резисторам дополнительных диодно-резисторных цепей попарно-противоположных сегментов, а входы нуль-органа соединены с выходами дифференциальных усилителей.1. CAPACITIVE MEASURING DEVICE for ed. St. If 756315, characterized in that, in order to expand the functionality and increase the accuracy of measurements, it is equipped with four additional diode-resistor circuits, two differential amplifiers, a zero-organ, and the anodes of the diodes of the diode-resistor circuits are combined and connected to the output of the electronic key, the common conclusions of the cathodes of diodes and resistors are connected to the conclusions of the ring electrode of the sensor, made in the form of four equal parts isolated from each other, wrapping around the sensitive electrode of the sensor, input s differential amplifiers are connected respectively to resistors additional diode-resistor circuits pairwise opposing segments, and inputs the zero-body connected to the outputs of differential amplifiers. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что нуль-орган в виде двух пар транзисторных ключей различного типа проводимости, базы транзисторов каждой пары подключены к входам нуль-органа, коллекторы подключены к шинам источника питания через светоизлучающие диоды, эмиттеры соединены через резисторы с общей шиной двух транзисторов, выводы базаэмиттер каждого из которых подключены к эмиттерам транзисторов одной из пар транзисторных ключей, а коллекторы объединены и подключены через резистор к шине источника питания, эмиттерного повторителя, вход которого подключен к коллекторам транзисторов, а выход соединен через светоизлучающий диод с общей шиной.2. The device according to claim 1, characterized in that the zero-organ is in the form of two pairs of transistor switches of different types of conductivity, the base of the transistors of each pair are connected to the inputs of the zero-organ, the collectors are connected to the buses of the power source through light-emitting diodes, emitters are connected through resistors to the common bus of two transistors, the base emitter conclusions of each of which are connected to the emitters of transistors of one of the pairs of transistor switches, and the collectors are combined and connected through a resistor to the bus of the power source, emitter repeater I, whose input is connected to the collectors of transistors, and the output is connected via a light-emitting diode to a common bus. 1 101.9364 2 1 101.9364 2
SU813374276A 1981-12-31 1981-12-31 Capacitive measuring device SU1019364A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813374276A SU1019364A2 (en) 1981-12-31 1981-12-31 Capacitive measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813374276A SU1019364A2 (en) 1981-12-31 1981-12-31 Capacitive measuring device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU756315 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1019364A2 true SU1019364A2 (en) 1983-05-23

Family

ID=20989658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813374276A SU1019364A2 (en) 1981-12-31 1981-12-31 Capacitive measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1019364A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР If 756315, кл. G 01 R 27/26, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3530379A (en) Capacitance measuring apparatus utilizing voltage ramps of predetermined slope
JPH0595255A (en) Comparator circuit device
JPH056544Y2 (en)
SU1019364A2 (en) Capacitive measuring device
US4737706A (en) Capacitance measuring circuit
GB1263673A (en) Improvements in or relating to resistance bridge circuits
WO1986004150A1 (en) Charge balancing detection circuit
GB1179337A (en) Improvements in Measuring Bridge Circuits
US3456128A (en) Differential amplifier voltage comparison circuitry including a network for converting spurious normal mode signals to common mode signals
CN215420204U (en) Circuit structure for eliminating input offset influence of operational amplifier
JPH0130086B2 (en)
US5399980A (en) Capacitive measuring circuit
JPH0664120B2 (en) Method for measuring dv / dt tolerance of thyristor
FI69373B (en) REFERENSSPAENNINGSKAELLA
US4280064A (en) Signal isolator
SU1288903A1 (en) Gated threshold device
SU645102A1 (en) Arrangement for measuring amplification factor by transistor current
JPS63177069A (en) Insulated voltage detector
SU1485310A1 (en) Analog memory
SU1283515A1 (en) Device for converting displacements to voltage
SU714291A1 (en) Comparator
SU1025010A1 (en) Triangular-trapezoidal voltage generator
SU1064156A1 (en) Semiconducor temperature pickup
SU1007035A1 (en) Balanced measuring dc bridge
SU1239651A1 (en) Device for measuring current noises of reactive structures