SU1397707A1

SU1397707A1 - Емкостный двухкоординатный измеритель перемещений

Info

Publication number: SU1397707A1
Application number: SU864172647A
Authority: SU
Inventors: Феодосий Борисович Гриневич; Александр Константинович Продан; Михаил Николаевич Сурду
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1986-12-31
Filing date: 1986-12-31
Publication date: 1988-05-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени угловых и ли- нейньгх перемещений. Цель изобретени - упрощение устройства за счет введени вместо конструктивно сложных элементов блоков, реализуемых на основе серийно выпускаемых микросхем. При смещении потенциального электрода 2 сигналы с преобразователей 4-7 ток - напр жение через сумматор 12 поступают на управл ющие входы делителей 18 и 19 напр жени , коэффициент делени которых пропорционален измер емым координатам. 1 ил. 5S

Description

Изобретение относитс к измери- тельной технике и может быть использовано в NsaniHHocTpoeHHH и приборостроении .

Цель изобретени - упрощение устройства за счет введени вместо конструктивно сложных элементов блоков реализуемых на основе серийной выпускаемых микросхем.

На чертеже приведена блок-схема емкостного двухкоординатного измерител перемещений.

Измеритель содержит генератор 1, емкостный дифференциальный; датчик с потенциальным 2 и токовым 3 электродами , первый 4, второй S, третий б и четвертый 7 преобразователи ток напр жение, первый 8; второй 9 и третий 10 инверторы, первый 11, второй

12,третий 13, четвертый 14 и п тый 15 сумматоры, первый 16 и второй 17

детекторы равновеси , первый 18 и второй 19 управл емые делители нап р жЬни , .

Токовый электрод 3 разделен изолирующими промежутками на четьгре секции З.Т-3.4, величина которых равна величине потенциального электрода 2, причем секции токового электрода подключены к входам преобразователей , ,4-7 ток - напр жение. Выход преобразовател 4 ток - напр жение подключен к первым входам сумматоров

12и 13 и через инвертор 8 к первому входу сумматора 11. Выход преобразовател 5 ток - напр жение подключен к .вторым входам сумматоров 11, 12 и

13.Выход преобразовател 6 ток - напр жение подключен к третьим входа сумматоров 11 и 12 и через инвертор 10 к третьему входу сумматора 13. Выход преобразовател 7 ток - напр жение подключен к четвертому входу сумматора 12 и через инвертор 9 к четвертым входам сумматоров 11 и 13 Кроме того, выходы сумматоров 11 и

13соединены с первыми входами сумматоров 14 и 15 соответственно. Выходы последних подключены к входам детекторов 16 и 17 равновеси , причем выход детектора 16 -равновеси подключен к первому входу управл е мого делител 18 напр жени , выход которого соединен с вторьм входом сумматора 14, а выход детектора 17 равновеси подключен к первому входу управл емого делител 19 напр жени , выход которого соединен с вторым входом cy iмaтopa 15. Выход суммато0

0

5

0

ра 12 соединен с вторыми входами управл емых делителей 18 и 19 напр жени .

Измеритель работает следующим образом.

Генератор 1 питает потенциальный электрод 2 емкостного дифференциаль- -ного датчика.

Токи секций 3.1-3.4 токового электрода 3 пропорциональны площад м пе- рекрыти этих секций и потенциального электрода 2.

Детекторы 16 и 17 равновеси управл ют коэффициентами делени управл емых делителей 18 и 19 5шпр же- ни так, что выходные напр ..„сени сумматоров 14 и 15 равны нулю.

Пусть потенциальный .лектрод 2 расположен точно посередине токового электрода 3 Тогда площади перекрыти S , Sj, S, 84 сек:..ий 3.1, 3.2, 3,3 и 3,4 токового электрода З равны. Коэффициенты делени делителей 18 и 19 равны нулю, что говорит о ,нулевом смещении по ос м X и Y. .

При смещении потенциального элект- . рода 2 вдоль оси X площади перекрыти S , Sj S Sjs измен ютс так,

Sif остаютс

что суммы S 1 + Зг, S j + прежними, а суммы S 4- Sj и S,

84

5

0

5

0

измен ютс , при этом коэффициент делени делител 19 остаетс прежним а коэффициент делени делител 18 измен етс .

Измер емое переме гение по оси X в этом случае однозначно определ етс значением коэффициента делени .управл емого делител 18 напр жени .

При смещении потенциального электрода 2 .вдоль оси Y площади перекрыти S , 5у, S, S S/j измен ютс так, что посто нными остаютс суммы S + + S/, и S + Sj|5, а суммы S, + S и S + Sj измен ютс , при этом коэффициент делени делител 18 остаетс прежним, а коэффициент делени делител 19 измен етс .

Измер емое по оси Y перемещение в этом случае однозначно определ етс значением коэффициента делени управл емого делител 19 напр жени .

При одновременном смещении потенциального электрода 2 по двум ос м X и Y площади перекрыти S. , 5, 83 , 5 S измен ютс так, что суммы S + 8,

S. +

V

S ., -с S

4

Sz измен ютс , при этом измен ютс значени обоих коэффициентов делени обоих делителей 18 и 19,

Измер емое перемещение по оси X при этом однозначно и независимо от перемещени по оси Y определ етс значением коэффициента делени делител 18, а по оси У - однозначно и независимо от перемещени по оси X определ етс значением коэффициента делени делител 19.

Claims

Формула изобретени

Емкостный двухкоординатный измеритель перемещений, содержащий генератор , первый и второй детекторы равновеси , дифференциальный емкостный датчик с токовым и потенциальным электродами, токовый электрод которого разделен изолирующими промежутками на четыре секции, размер которы равен размеру потенциального элект- рода, отличающийс тем, что, с целью упрощени аппаратурной реализации, он снабжен первым, вторым и третьим инверторами, первым, вторым, третьим, четвертым и п тым сумматорами, первым и вторым управл емыми делител ми напр жени , первым , вторым, третьим и четвертым преобразовател ми ток - напр жение, входы которых подключены к четьфем соответстующим выводам секций токового электрода датчика, выход первого преобразовател ток - напр жение подключен к первым входам второго и третьего сумматоров и через первый

0

5 0 0 5

5

инвертор к первом входу первого сумматора , выход второго преобразовател ток - напр жение подключен к вторым входам первого, второго и третьего сумматоров, выход третьего преобразовател ток - напр жение подключен к третьим входам первого и второго сумматоров и через третий инвертор к третьему входу третьего сумматора, а выход четвертого преобразовател ток - напр жение подключен к четвертому входу второго сумматора и,через второй инвертор к четвертым входам первого и третьего сумматоров , вькоды которых подключены к первым входам четвертого и п того сумматоров соответственно, выходы четвертого и п того сумматоров подключены к входам первого и второго детекторов равновеси соответственно, выход цервого детектора равновеси соединен с первым входом первого управл емого делител напр жени , выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, а выход второго детектора равновеси - с первым вхо дом второго управл емого делител напр жени , выход которого соединен с вторым входом п того сумматора, выход вторс-го сумматора соединен с вторыми входам-1 первого и второго управл емых делителей напр жени , а выход генератора - с потенциальным электродом датчика.

Редактор И.Николайчук

Составитель В.Николаев

Техред Л.Олийнык . Корректор Н.Король

Заказ 2597/37

Тираж 680

ВН1ШПИ Государственного комитета СССР

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

Подписное