SU1195182A1 - Емкостный измеритель перемещений - Google Patents

Abstract

11 .ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ , содержащий емкостный датчик перемещений в виде расположенных параллельно круговых потенциального И токового электродов и окружающего токовый электрод кольцевого Охранного электрода, соединенного с общей точкой измерител , трансформатор напр жений с двум  плечевыми вторичными обмотками, один из выводов каждой из которых соединен с общей точкой измерител , генератор переменного напр жени , подключенный к первичной обмотке трансформатора, первый индуктивный компаратор токов с входными обмотками, один из выводов каждой из которых соединен с общей точкой измерител , а второй вывод второй обмотки - с токовым электродом, образцовый конденсатор, включенный меж-. ду первой вторичной обмоткой трансформатора и первой входной обмоткой первого компаратора, детектор равновеси  , входом подключенный к выходной обмотке первого компаратора, многопозиционный коммутатор, соедии  ющий отводы второй вторичной обмртКи трансформатора с потенциальным электродом датчика, управл к дий вход которого подключен к выходу детектора равновеси , и отсчетный блок, соеди- ненный с коммутатором, отличающийс  тем, что, с целью по- вьшени  точности измерени  путем компенсации погрещностей от взаимного перекоса электродов, он снабжен дополнительным кольцевым электродом, расположенным между токовым и охранным электродаьш в одной с ними плоскости , вторым индуктивным компаратором токов, начало первой входной обмотки которого соединено с выводом второй входной обмотки первого компаратора, а конец - с токовым элек тродом датчика, начало второй входа S ной обмотки второго компаратора соеW динено с дополнительным электродом датчика, а конец - с общей .точкой с измерител ,«преобразователем ток - напр жение, входом подключенным к выходной обмотке второго компаратора, и резистором, включенным между выхо( дом преобразовател  ток - напр жение « ;о и третьей входной обмоткой первого СП компаратора. 2. Измеритель по п. 1, отли00 чающийс  тем, что отнощение чисел витков первой и второй входных обмоток второго компаратора равно отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов дополнительного кольцевого электрода, уменьшенного на единицу , а произведение отношений коэффи. циента преобразовани  преобразовател  ток - напр жение к сопротивлению резистора , числа витков выходной обмотки второго компаратора к числу витков третьей входной обмотки первого компаратора и числа витков второй вход-

Description

ной обмотки первого компаратора к чис- ратов внешнего и внутреннего радиулу витков первой входной обмотки вто- сов дополнительного кольцевого электрого компаратора равно отношению квад- рода.

1195182,

Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть использован дл  измерени  перемещений. Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем компенсации погрешностей от взаимного перекоса электродов, На чертеже приведена блок-схема е костного измерител  перемещений. Измеритель содержит генератор 1 переменного напр жени , трансформато 2. напр жени  с первичной обмоткой 3, подключенной к генератору 1, и вторичными обмотками 4 и 5, емкостный датчик, образованньй потенциальным электродом 6, токовым электродом 7, дополнительным электродом 8 и охранным электродом 9, образцовый конденсатор 10, подключенный к обмотке 4 трансформатора 2, первый индуктивный компаратор 11 с трем  входными обмот ками 12, 13,14 и одной выходной обмо кой 15, второй индуктивный компарато 16 с двум  входными обмотками 17, 18 и выходной обмоткой 19, преобразователь 20 ток - напр жение, подключенный к выходной обмотке второго компаратора 16, резистор 21, посредством которого треть  входна  обмотка 14 первого компаратора 11 соединена с выходом преобразовател  20 ток - напр жение , детектор 22 равновеси , подключенный к выходной обмотке 15 компаратора 1I, многопозиционный ком мутатор 23, посредством которого отв ды обмотки 5 трансформатора 2 подклю чаютс  к потенциальному электроду 6, и отсчетный блок 24, подключенный к коммутатору 23, Устройство работает следующим образом . Под действием напр жений, индуктированных во вторичных обмотках 4 и 5 трансформатора 2 напр жений через электроды 7 и 8 емкостного датчика протекают токи, величина которых опре дел етс  положением потенциального электрода 6 относительно электродов 7 и 8, попадающие на входные обмотки 17 и 18 .компаратора 16 токов, В выходной обмотке 19 компаратора 16 выдел етс  разность этих токов, ко- / тора  зависит от величины взаимного перекоса потенциального электрода.6 и электродов 7 и 8, и равна нулю толь ко при отсутствии перекоса, В выходной обмотке 15 первого компаратора 11 токов выдел етс  сигцал неравновеси  моста, образованного обмотками 4 и 5 трансформатора 2, образцовым конденсатором 10, и емкостью датчика, образованного потенциальным электродом 6, токовым электродом 7, дополнительным электродом 8 и охранным электродом 9, равный разности токов, протекающих через токовый электрод 7 и образцовый конденсатор 10, уменьшенный на величину тока, протекающего через резистор 21 с выходной обмотки 19 компаратора 16, Многопозиционный коммутатор 23, управл емый детекто- ром 22 равновеси , приводит сигнал неравновеси  к нулю путем переключени  выводов вторичной обмотки 5 трансформатора 2, идущих к потенциальному электроду 6, Состо ние многопозицй- онного коммутатора 23-, соответствую- щее состо нию равновеси  и пропорциональное измер емому перемещению, индицируетс  отсчетным блоком 24 в единицах перемещени , ,Отношение чисел витков в обмотках 17 и 18 компаратора 16 должно быть равно отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов дополнительного кольцевого электрода 8, умень- шенному на единицу, Дп  наиболее полной компенсации погрешности от взаимного перекоса электродов ток выходной обмотки 19 компаратора 16 масштабируетс  при помощи преобразовател  20 ток - напр жение и резистора 21, при этом произведение отношений коэффициента преобразовани 

преобразовател  20 ток напр жение, имек цего размерность сопротивлени , к сопротивлению резистора 21, числа витко выходной обмотки 19 второго компаратора 16 к числу витков третьей s входной обмотки 14 первого компар тора 11 и числа витков второй входной обмотки 13 второго компаратора 1 к числу витков первой входной обмотки 17 второго компаратора 16 рав но отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов допол- нительйого кЬльцевого электрода 8.

Claims (2)

1. il .ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий емкостный датчик перемещений в виде расположенных параллельно круговых потенциального и токового электродов и окружающего токовый электрод кольцевого Охранного электрода, соединенного с общей точкой измерителя, трансформатор напряжений с двумя плечевыми вторичными обмотками, один из выводов каждой из которых соединен с общей точкой измерителя, генератор переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке трансформатора, первый индуктивный компаратор токов с входными обмотками, один из выводов каждой из которых соединен с общей точкой измерителя, а второй вывод второй обмотки — с токовым электродом, образцовый конденсатор, включенный меж—, ду первой вторичной обмоткой трансформатора и первой входной обмоткой первого компаратора, детектор равновесия , входом подключенный к выходной обмотке первого компаратора, многопозиционный коммутатор, соединяющий отводы второй вторичной обмотки · трансформатора с потенциальным электродом датчика, управляющий вход которого подключен к выходу детектора равновесия, и отсчетный блок, соединенный с коммутатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем компенсации погрешностей от взаимного перекоса электродов, он снабжен дополнительным кольцевым электродом, расположенным между токовым и охранным электродами в одной с ними плоскости, вторым индуктивным компаратором токов, начало первой входной обмотки которого соединено с выводом второй входной обмотки первого компаратора, а конец — с токовым элек·тродом датчика, начало второй входной обмотки второго компаратора соединено с дополнительным электродом датчика, а конец - с общей точкой измерителя,>преобразователем ток — напряжение, входом подключенным к выходной обмотке второго компаратора, и резистором, включенным между выхо*Т дом преобразователя ток — напряжение и третьей входной обмоткой первого компаратора.
2. 2. Измеритель по π. 1, отличающийся тем, что отношение чисел витков первой и второй входных обмоток второго компаратора равно отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов дополнительного кольцевого электрода, уменьшенного на единицу, а произведение отношений коэффициента преобразования преобразователя ток — напряжение к сопротивлению резистора, числа витков выходной обмотки второго компаратора к числу витков третьей входной обмотки первого компаратора и числа витков второй вход

   SU .,1195182 ной обмотки первого компаратора к числу витков первой входной обмотки второго компаратора равно отношению квад ратов внешнего и внутреннего радиусов дополнительного кольцевого элект· рода.