SU1355858A1 - Емкостное устройство дл преобразовани перемещени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  перемещени  за счет исключени  вли ни  изменений параметров внешней среды и рассто ни  между обкладками емкостного датчика . Указанна  цель достигаетс  тем, что при перемеш,ении заземленного электрода 22 относительно неподвижных электродов 20 и 21, образуюш.их потенциальную пластину длиной 1 емкостного датчика, и соответствующем выборе парамегров элементов устройства выходное напр жение третьего сумматора 19 будет пропорционально разности площадей взаимного перекрыти  электродов датчика и, следовательно, линейному перемещению х электрода 22 относительно потенциальной пластины. 1 ил. U o оо сд СП 00 СП оо

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  преобразовани  линейных перемещений в электрический сигнал с помощью емкостных датчиков.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  перемещени .

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Емкостное устройство дл  преобразовани  перемещени  содержит генератор 1 импульсов, ключ 2, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов, первую диодно-резисторную цепь 3, состо щую из диодов 4 и 5 аноды которых соединены с выходом ключа 2, резисторов 6 и 7, соединенных с катодом диода 4 и резисторов 8 и 9, соединенных с катодом диода 5, вторую диодно-резисторную цепь 10, состо щую из диода 11, анод которого соединен с выходом ключа 2 и анодами диодов 4 и 5, и резистора 12, соединенного с катодом диода 11, четыре фильтра 13-16 низких частот , входы которых соответственно соединены с резисторами 6 и 8, 12, 7, 9, первый сумматор 17, пр мой и инверсный входы которого соединены соответственно с выходами фильтров 13 и 14 низких частот, второй сумматор 18, пр мой вход которого подключен к источнику опорного напр жени  Uo, инверсный вход - к выходу первого сумматора 17, а выход соединен с щиной питани  ключа 2, третий сумматор 19, пр мой и инверсный входы которого подключены к выходам соответственно фильтров 15 и 16 низких частот, а выход соединен с выходной щиной устройства, два клинообразных электрода 20 и 21,  вл ющихс  неподвижной обкладкой емкостного датчика, разделенных изолирующим промежутком и расположенных с образованием пр моугольника, при этом электрод 20 подключен к точке соединени  диода 5 и резисторов 8 и 9, электрод 21 подключен к точке соединени  диода 4 и резисторов 6 и 7, и заземленный электрод 22,  вл ющийс  подвижной обкладкой емкостного датчика перемещени .

Устройство работает следующим образом.

На неподвижные электроды 20 и 21, образующие потенциальную пластину датчика , через диоды 4 и 5 поступают пр моугольные импульсы с выхода ключа 2. В точках соединени  диода 4 с резисторами 6 и 7 и диода 5 с резисторами 8 и 9 формируютс  импульсы напр жени  с длительностью спада, определ емой посто нной времени разр да цепей, соответствующих потенциальных электродов 20 и 21, а в точке соединени  диода 1 с резистором 12 - импульсы напр жени , близкие к пр моугольным. На выходах фильтров 15 и 16 формируютс  напр жени , пропорциональные средним значени м импульсных напр жений на потенциальных электродах 20 и 21, на выходе фильтра 13 низких частот - напр жение, пропорциональное среднему значению суммы этих импульсных напр жений, а на выходе фильтра 14 - напр жение, пропорциональное среднему значению импульсного напр жени  в точке соединени  диода 11 и резистора 12.

Учитыва , что величина перемещени  X подвижного электрода 22 относительно потенциальной пластины пр мо пропорциональна площад м их взаимного перекрыти , и принима  достаточно больщим коэффициент усилени  сумматора 18, можно считать , что выходное напр жение сумматора 19, а следовательно, и датчика перемещений не зависит от внещП 1х дестабилизирующих факторов, изменени  рассто ни  между неподвижными и заземленным

электродами и определ етс  выражением.

ивь:.х i . x-Uo,

где 1 - длина потенциальной пластины датчика , образованной электрода.ми 20 и 21.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Емкостное устройство дл  преобразовани  перемещени , содержащее генератор импульсов , ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов , первую диодно-резисторную цепь, первый и второй фильтры частот, вторую диодно-резисторную цепь, анод диода которой

   подключен к выходу ключа, катод через резистор соединен с входом второго фильтра низких частот, емкостный датчик, неподвижна  потенциальна  обкладка которого выполнена в виде пр моугольника, разделенного изолирующим промежутком на два

   клинообразных электрода, а заземленна  обкладка - в виде узкого неподвижного электрода, первый сумматор, пр мой и инверсный входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго

   фильтров низких частот, второй сумматор, пр мой вход которого подключен к источнику опорного напр жени , инверсный вход подключен к выходу первого сумматора , а выход соединен с щиной питани  ключа, отличающеес  те.м, что, с целью

   повышени  точности измерени , в него дополнительно введены третий и четвертый фильтры низких частот, третий сумматор, пр мой и инверсный входы которого подключены к выходам соответственно третьего и четвертого фильтров низких частот,

   выход соединен с выходной шиной устройства , а перва  диодно-резисторна  цепь выполнена в виде четырех резисторов и двух диодов, аноды которых подключе1355858

   34

   ны к выходу ключа и к аноду диодасоответственно первого и четвертого фильтвторой диодно-резисторной цепи, катод пер-ров низких частот, а клинообразные электрового диода соединен через первый и вто-ды подключены к точкам соединени  перрой резисторы с входами соответственнового диода с первым и вторым резистопервого и третьего фильтров низких час- рами и катодами второго диода с третьим

   тот, катод второго диода соединен черези четвертым резисторами первой диоднотретий и четвертый резисторы с входамирезисторной цепи.