SU1293470A1

SU1293470A1 - Емкостный трансформаторный мост дл измерени перемещений

Info

Publication number: SU1293470A1
Application number: SU853928946A
Authority: SU
Inventors: Феодосий Борисович Гриневич; Александр Константинович Продан
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-02-28

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений при помощи дифференциальных емкостных датчиков. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет осуществлени измерени перемещений одновременно по двум координатам . Устройство содержит трансформатор 2 напр жений, первый компараГ Г1 (,,1 j ел УуЛуул У

Description

тор 7 токов с индикаторной 8, регулируемой 9 и дифференциальными обмотками , 10, 11, 12, 13, дифференциальный емкостный датчик с потенциальным электродом 3, подключенным к вторичной обмотке трансформатора 2 напр жений, и токовым электродом 4, подключенным к дифференциальным обмоткам первого компаратора 7 токов, первый детектор 5 равновеси , подклю чегнный к индикаторной обмотке 8,выход которого подключен к первому ком мутатору 6, управл ющему коммутацией витков регулируемой обмотки 9, регулируемый отвод которой подключен к общей точке прибора, и генератор 1, подключенный к первичной обмотке трансформатора напр жений. С целью расширени функциональных возг 1ожнос- тей, а именно обеспечени одновременного измерени по двум рртогональ ным координатам с помощью одного дат

1

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений.

Цель изобретени - расширение функциЬнальных возможностей за счет осуществлени измерени перемещений одновременно по двум координатам. На чертеже приведена блок-схема емкостного трансформаторного моста.

Устройство содержит генератор 1, трансформатор 2 напр жений, емкостный дифференциальный датчик с потенциальным 3 и токовьм 4 электродами, первый детектор 5 равновеси , первый коммутатор 6 и первый компаратор 7 токов с индикаторной 8, регулируемой 9 и дифференциальными 10- 13 обмотками, второй детектор 14 рав новеси л второй коммутатор 15 и вто- ррй компаратор 16 токов с индикаторной 17, регулируемой 18 и дифференциальными 19-22 обмотками. Потенциальный ,3 и токовый 4 электроды выполнены квадратными. Токовый электрод 4 разделен изолирующими промежутками на четыре квадратных секции 4.1-4.4, величина которых равна величине потенциального электрода 3.

93470

чика, прибор снабжен вторыми детектором 14 равновеси , коммутатором 15 и компаратором 16 токов с индикаторной 17, регулируемой 18 и четырьм дифференциальными 19, 20, 21, 22 обмотками, индикаторна обмотка 17 которого подключена к второму детектору 14 равновеси , выход которого подключен к второму коммутатору 15, который управл ет коммутацией витков регулируемой обмотки 18 второго компаратора токов, а в первьй компаратор 7 токов введены две дополнительные дифференциальные обмотки 12, 13. Потенциальные 3 и токовые 4 электроды емкостного дифференциального датчика выполнены в виде квадратов , причем токовый электрод разделен изолирующими промежутками на четыре секции, размер которых равен размеру, потенциального электрода 3.

1 ИЛо

Секции 4,1-4.4 токового электрода 4 подключены к дифференциальным обмоткам 13, 12, 11, 10 компаратора 7 токов , индикаторна обмотка 8 которого

подключена к детектору 5 равновеси , выход которого подключен к коммутатору 6, который измен ет число витков регулируемой обмотки 9, регулируемый отвод которой подключен к общей

О точке прибора. Дифференциальные обмотки 10, 11, 12, 13 компаратора 7 токов соединены с дифференциальными обмотками 19, 20, 21, 22 компаратора 16 токов, индикаторна обмотка

17 которого подключена к детектору 14 равновеси , выход которого подключен к коммутатору 15, который измен ет число витков регулируемой об- мо тки 18, регулируемьш отвод которой

соединен со средней точкой регулируемой обмотки 9. Дифференциальные обмотки 19, 20, 21, 22 компаратора 16 токов имеют общую точку, котора . подключена к средней точке регулируемой обмотки 18 причем дифференциальные обмотки 10, 11 компаратора 7 токов намотаны согласно. Дифференциальные обмотки 12, 13 тоже намотаны согласно друг другу, но встреч5

но дифференциальным обмоткам 10, 11. Дифференциальные обмотки 19, 20, 21, 22 компаратора 16 токов намотаны таким образом, чтобы при указанном выше их попарном последовательном соединении с дифференциальными обмотками 10, 11, 12, 13 образовывались две пары согласно включенных дифференциальных обмоток 19, 10 и 21, 12 и две пары встречно включенных дифференциальных обмоток 20, 11 и 22, 13. Кроме того, дифференциальные обмотки 10,Ml, 12, 13 и 19, 20, 21, 22 имеют одинаковое число витков . Генератор 1 подключен к входной обмотке 23 трансформатора 2 напр жений , выходна обмотка 24 которого подключена к потенциальному электроду 3.

Устройство работает следующим образом .

Пусть взаимное расположение электродов датчика таково, что потенциальный электрод 3 расположен точно по центру токового электрода 4. Тогда токи секций .4.1-4.4 токового электрода 4 равны, так как равны соответствующие им частичные емкости. Пусть также равны нулю числа витков регулируемых обмоток 9 и 18. Магнитный поток в сердечнике компаратора 7 токов определ етс разностью суммы токов дифференциальных обмоток 12, 13 и суммы токов дифференциальных обмоток 10, 11 или соответственно разностью суммы токов секций 4.2, 4.1 и суммы токов секций 4.4, 4.3 токового электрода 4, а магнитный поток в сердечнике компаратора 16 токов аналогично определ етс разностью суммы-токов секций 4.1, 4.4 и суммы токов секций 4.2, 4.3 токового электрода 4. Поскольку токи секций 4.1-4.4 равны, то равны нулю магнитные патоки в сердечниках компараторов 7 и 16, следовательно прибор будет уравновешен.

При смещении потенциального электрода 3 вдоль оси X токи секций 4.1 4.2, 4.3 токового электрода 4 измен ютс . Однако сумма токов секций 4.1 и 4.2 и сумма токов секций 4.3 и 4.4 остаютс посто нными, так как они определ ютс соответствующими

частичными емкост ми, которые прОпор-55 ние вдоль оси Y при этом однозначно

циональны площади перекрыти потенциального электрода 3 и соответствую- пщх секций токового электрода 4.Дл суммы токов секций 4.1 и 4.2 это

суммарна площадь перекрыти потенциального электрода 3 и секций 4.1 и 4.2 тсзкового электрода 4, а дл суммы токов секций 4.3 и 4.4 это суммарна площадь перекрыти потенциального электрода 3 и секций 4.3 и 4.4 токового электрода 4. Указанные площади при смещении потенциального электрода 3 вдоль оси X остаютс посто нными. Поэтому магнитный поток в сердечнике компаратора 7 токов равен нулю. Сумма токов секций 4.1, 4.4 и сумма токов секций 4.2, 4.3 при этом измен ютс , так как измен ютс соответствующие площади перекрыти потенциального электрода 3 и секций токового электрода 4. В сердечнике компаратора 16 токов возни0

5

0

5

к по влению тока неравновеси в индикаторной обмотке 17. Детектор 14 равновеси уравновешивает мост с помощью коммутатора 15, измен ющего число витков регулируемой обмотки 18 так, чтобы скомпенсировать возникший магнитный поток.

Перемещение вдоль оси X при этом однозначно определ етс равновесным числом витков регулируемой обмотки 1 8 .

При смещении потенциального электрода 3 вдоль оси Y токи секций 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 измен ютс . Теперь посто нными остаютс сумма токов секций 4.1 и 4.4 и сумма токов секций 4.2 и 4.3, так как посто нны соответствующие им площади перекрыти потенциального 3 и токового 4 электродов . Поэтому в сердечнике компаратора 16 токов магнитный поток равен нулю. Сумма токов секций 4.1 и 4.2 и сумма токов секций 4.3 и 4.4 при этом измен ютс из-за изменени площадей перекрыти потенциального электрода 3 и соответствующих секций токового электрода 4. В сердечнике компаратора 7 токов возникает магнитный поток, что приводит к по влению тока в индикаторной обмотке 8. 0 Детектор 5 равновеси уравновешивает мост с помощью коммутатора 6, измен ющего число витков регулируемой обмотки 9 так, чтобы скомпенсировать возникший магнитный поток. Перемеще0

5

определ етс равновесным числом витков регулируемой обмотки 9.

При одновременном смещении потенциального электрода 3 по двум ос м

X и Y магнитный поток возникает и в компараторе 7 токов, и в компараторе 16 токов. В этом случае мост уравновешиваетс и детектором, 5., и де- тектором 14 равновеси , которые с помощью коммутаторов 6 и 15 измен ют числа витков регулируемых обмоток 9 и 18 так, чтобы скомпенсировать возникшие в сердечниках компараторов 7 и 16 токов магнитные потоки. При этом измер емое перемещение по оси X однозначно определ етс равновесным числом витков регулируемой обмотки 18, а по оси Y - равновесным числом витков регулируемой обмот- ки 9.

Claims

Формула изобретени

Емкостный трансформаторный мост дл измерени перемещений, содержащий трансформатор напр жений с вторичной обмоткой, первый компаратор токов с индикаторной, регулируемой и двум дифференциальными обмотками,- дифференциальный емкостный датчик с потенциальным электродом, подключенным к вторичной обмотке трансформатора напр жений, и токовым электродом , подключенным к дифферен- циальным обмоткам первого компаратора токов, первьй коммутатор., первьга детектор равновеси , подключенный к индикаторной обмотке, выход которого подключен к первому коммутатору осуществл ющему коммутацию витков регулируемой обмотки, регулируемый отвод которой подключен к общей точке прибора, и генератор, подключенны к первичной обмотке трансформатора напр жений, отличающийс тем, что, с целью расширени функ- циональных возможностей, первьй ком

Редактор М. Циткина Заказ 369/40

Составитель В. Николаев

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР .

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска набо, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4

5

5 0

0

5

0

паратор токов выполнен с четырьм дифференциальными обмотками, а устройство снабжено вторым детектором равновеси , вторым коммутатором и вторым компаратором токов с индикаг: торной, регулируемой и четырьм дифференциальными обмотками, индикаторна обмотка которого подключена к второму детектору равновеси , выход которого подключен к второму коммутатору , осуществл ющему коммутацию витков регулируемой обмотки второго компаратора токов, потенциальньй и токовый электроды прибора выполнены в виде квадратов, токовьй электрод разделен изолирующими промежутками на четыре секции, размер которых равен размеру потенциального электрода, причем четыре секции токового электрода подключены к четырем входам дифференциальных обмоток первого компаратора Токов, выходы которых подключены к четырем входам дифферен- -циальных обмоток второго компаратора токов, выходы которых объединены и подключены к средней точке регулируемой обмотки второго компаратора . токов, регулируемьй отвод которой подключен к средней точке регулируемой обмотки первого компаратора токов ,, причем две дифференциальные об- мотки первого компаратора токов, на- .мотанные согласно, соединены с двум дифференциальными обмотками второго компаратора токов, намотанными встречно, и две другие дифференциальные обмотки первого компаратора токов , намотанные согласно друг другу, но встречно двум первым обмоткам, соединены с двум другими дифференциальными обмотками второго компаратора токов, намотанными встречно.