SU1716308A1 - Non-contact converter of displacements - Google Patents
Non-contact converter of displacements Download PDFInfo
- Publication number
- SU1716308A1 SU1716308A1 SU904794528A SU4794528A SU1716308A1 SU 1716308 A1 SU1716308 A1 SU 1716308A1 SU 904794528 A SU904794528 A SU 904794528A SU 4794528 A SU4794528 A SU 4794528A SU 1716308 A1 SU1716308 A1 SU 1716308A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- amplifier
- current collector
- synchronous detector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к машино- и приборостроению и может быть использовано дл измерени перемещений в стан- костроении, робототехнике, точном приборостроении. С целью повышени помехоустойчивости измерений в бесконтак- тный преобразователь перемещений, содержащий поте«циометрический датчик с емкостным токосъемником и усилитель, введены генератор, синхронный детектор и фильтр низких частот, неподвижный электрод потенциометрического датчика и емкостный токосъемник подключены соответственно к входу и выходу усилител , генератор соединен с входом усилител и одним из входов синхрон-ного детектора, выход усилител соединен с вторым входом синхронного детектора, выход которого подключен к фильтру низких частот. 1 ил. (Л СThe invention relates to machine building and instrument making and can be used to measure displacements in machine building, robotics, and precision instrument making. In order to improve the noise immunity of measurements, a generator, a synchronous detector and a low-pass filter, a fixed potentiometer sensor and a capacitive current collector are connected respectively to the input and output of the amplifier, the generator is connected to a non-contact displacement transducer containing a sweep sensor with a capacitive current collector and amplifier. with the input of the amplifier and one of the inputs of the synchronous detector, the output of the amplifier is connected to the second input of the synchronous detector, the output of which is connected en to the low pass filter. 1 il. (Ls
Description
Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл измерени перемещени в станкостроении, робототехнике, точном приборостроении.The invention relates to instrument making and can be used to measure movement in machine tool industry, robotics, precision instrument making.
Известен бесконтактный преобразователь перемещений, содержащий потенциометр с емкостным токосъемником, генератор и индикатор перемещений.Known contactless displacement transducer, containing a potentiometer with a capacitive current collector, a generator and a displacement indicator.
Однако указанный преобразователь имеет невысокую точность работы вследствие чувствительности к изменению величи- ны емкости между токосъемником и резистивным слоем.However, this transducer has low accuracy due to sensitivity to changes in capacitance between the current collector and the resistive layer.
Известен бесконтактный преобразователь перемещений, содержащий два рези- стивных элемента с емкостью между ними, генератор, усилитель, дифференциальный усилитель и сумматор.A contactless displacement transducer is known, containing two resistive elements with a capacitance between them, a generator, an amplifier, a differential amplifier, and an adder.
В данном преобразователе компенсируетс вли ние емкости в цепи токосъема на результаты измерени , однако работа возможна с потенциометром определенной конструкции, при этом точность измерений ухудшаетс из-за вли ни входного сопротивлени дифференциального усилител , подключенного к емкости.This converter compensates for the effect of the capacitance in the current collection circuit on the measurement results, however, operation with a potentiometer of a certain design is possible, and the measurement accuracy deteriorates due to the influence of the input resistance of the differential amplifier connected to the capacitance.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс бесконтактный преобразователь перемещений , содержащий потенциометр с емкостным токосъемником, подвижный контакт которого подключен к входу, а один из неподвижных - к выходу усилител и входу компаратора, выход которого подключен к второму неподвижному электроду потенциометра , второму входу сумматора и входу интегратора, выход которого св зан с втоСClosest to the present invention is a contactless displacement transducer containing a potentiometer with a capacitive current collector, the movable contact of which is connected to the input, and one of the fixed contacts to the amplifier output and the comparator input, the output of which is connected to the second fixed potentiometer electrode, the second input of the adder and the integrator input whose output is connected to the wto
соwith
оabout
0000
рым входом сумматора, а выход сумматора - с вторым входом компаратора.eye input of the adder, and the output of the adder - with the second input of the comparator.
Известный преобразователь генерирует пр моугольные колебани , частота которых пропорциональна измер емому перемещению. Однако точность работы преобразовател ограничиваетс помехами , возникающими в схеме вследствие того, что емкость св зи потенциометра, подключенна на вход усилител , придает схеме дифференцирующие свойства, в результате чего усиливаютс переменные помехи.The known transducer generates square waves, the frequency of which is proportional to the displacement being measured. However, the accuracy of the converter operation is limited by the noise arising in the circuit due to the fact that the coupling capacitance of the potentiometer connected to the input of the amplifier gives differentiating properties to the circuit, as a result of which variable interferences are amplified.
Целью изобретени вл етс повышение помехоустойчивости.The aim of the invention is to improve noise immunity.
Поставленна цель достигаетс тем, что в бесконтактный преобразователь перемещений , содержащий потенциометри- ческий датчик с емкостным токосъемником, резистор и инвертирующий усилитель, выход которого подключен к неподвижному электроду датчика, емкостный токосъемник которого подключен к входу инвертирующего усилител , введены генератор, синхронный детектор и фильтр низких частот, при этом выход генератора подключен к первому входу синхронного детектора и через резистор к входу инвертирующего усилител , выход которого подключен к второму входу синхронного детектора, выход которого подключен к входу фильтра низких частот, выход которого вл етс выходом преобразовател .The goal is achieved in that a contactless displacement transducer containing a potentiometric sensor with a capacitive current collector, a resistor and an inverting amplifier, the output of which is connected to a fixed electrode of the sensor whose capacitive current collector is connected to the input of an inverting amplifier, has a generator, a synchronous detector and a low filter frequency, while the generator output is connected to the first input of the synchronous detector and through a resistor to the input of the inverting amplifier, the output of which is connected to the second input of the synchronous detector, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, the output of which is the output of the converter.
Повышение помехоустойчивости измерени перемещений достигаетс за счет ликвидации вли ни переменной помехи путем включени емкости св зи не на вход, а в обратную св зь усилител , благодар чему схема приобретает интегрирующие свойства и подавл ет переменные помехи, поступающие на ее вход. Окончательное подавление остаточных помех, прошедших через усилитель, осуществл ет фильтр низких частот.An increase in the noise immunity of the measurement of displacements is achieved by eliminating the influence of the variable disturbance by switching the capacitance of the coupling not on the input, but in the feedback of the amplifier, due to which the circuit acquires integrating properties and suppresses the variable noise on its input. The final suppression of residual noise transmitted through the amplifier is performed by a low pass filter.
На чертеже показана схема предлагаемого преобразовател .The drawing shows a diagram of the proposed Converter.
Бесконтактный потенциометрический преобразователь перемещений содержит потенциометрический датчик 1 с емкостным токосъемником 2 и неподвижным контактом 3, инвертирующий усилитель 4, генератор 5, синхронный детектор 6 и фильтр 7 низких частот. Неподвижный электрод 3 подключен к входу усилител 4, а емкостный токосъемник 2 - к выходу усилител 4. Генератор 5 соединен через резистор R с входом усилител 4 и напр мую подключен к первому входу синхронного детектора 6, второй вход которого соединен с выходом усилител 4, а выход подключен к фильтру 7 низких частот.The non-contact potentiometric displacement transducer contains a potentiometric sensor 1 with a capacitive current collector 2 and a fixed contact 3, an inverting amplifier 4, a generator 5, a synchronous detector 6 and a low-pass filter 7. The stationary electrode 3 is connected to the input of amplifier 4, and the capacitive current collector 2 is connected to the output of amplifier 4. Generator 5 is connected via resistor R to input of amplifier 4 and is directly connected to the first input of synchronous detector 6, the second input of which is connected to the output of amplifier 4, and the output is connected to a low pass filter 7.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
Генератор 5 подает переменный сигнал Ur(t) UrSin ш t через резистор R на вход усилител 4 и первый вход синхронного детектора 6, Передаточна функци усилител 4 имеет видThe generator 5 supplies the variable signal Ur (t) UrSin ш t through a resistor R to the input of amplifier 4 and the first input of synchronous detector 6, the transfer function of amplifier 4 has the form
10ten
Wv(P);Wv (p);
Rx + 1 R PRC Rx + 1 R PRC
Следовательно, напр жение на выходе усилител 4Consequently, the voltage at the output of the amplifier 4
Uv(t)(t)(t)dt Uv (t) (t) (t) dt
Ui (t) + ии (t), Ui (t) + and (t),
где Un(t) - пропорциональна составл юща сигнала;where Un (t) is proportional to the signal component;
Un(t) - интегральна составл юща сигнала .Un (t) is the integral component of the signal.
Сигнал на выходе синхронного детекто- pa 6 (блока перемножени ) после соответствующих математических преобразований имеет видThe signal at the output of the synchronous detector 6 (multiplication unit) after the corresponding mathematical transformations has the form
30U«(t) -U 2|r+U 2R30U "(t) -U 2 | r + U 2R
х 2 Rx cos 2 an +x 2 Rx cos 2 an +
+ +
2 ш RC2 w RC
sin 2 a)i.sin 2 a) i.
Сигнал на выходе фильтра 7 низких частот7 low pass filter output
UBb,x -Ur2Rx/2RUBb, x -Ur2Rx / 2R
пропорционален величине сопротивлени Rx, св занной с перемещением токосъемника 2 потенциометра 1.is proportional to the resistance value Rx associated with the movement of the current collector 2 of potentiometer 1.
Величина емкости С на работу схемы не вли ет. Частоту ш выбирают такой, чтобы усилитель 4 не входил в насыщение. Дл уменьшени вли ни колебаний температуры на работу преобразовател резистор R желательно изготавливать из того же материала, что и резистивный стол потенциометра 1 и обеспечить их тепловой контакт.The capacitance value C does not affect the operation of the circuit. The frequency w is chosen such that the amplifier 4 is not included in the saturation. To reduce the effect of temperature fluctuations on the operation of the converter, it is desirable to make the resistor R of the same material as the resistive table of potentiometer 1 and ensure their thermal contact.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904794528A SU1716308A1 (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Non-contact converter of displacements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904794528A SU1716308A1 (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Non-contact converter of displacements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1716308A1 true SU1716308A1 (en) | 1992-02-28 |
Family
ID=21497853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904794528A SU1716308A1 (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Non-contact converter of displacements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1716308A1 (en) |
-
1990
- 1990-02-21 SU SU904794528A patent/SU1716308A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 579535, кл. G 01 В 7/00, 1977. Авторское свидетельство СССР № 1381325, кл. G 01 В 7/00, 1988. Авторское свидетельство СССР № 1116299, кл. G 01 В 7/00, 1984. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4149231A (en) | Capacitance-to-voltage transformation circuit | |
| US2968031A (en) | Electronic micrometer | |
| Toth et al. | A low-cost, smart capacitive position sensor | |
| EP0970386B1 (en) | Impedance-to-voltage converter | |
| US4086528A (en) | Capacitive transducers | |
| JPS59131118A (en) | Sensor device detecting accidental signal used for processing relative signal | |
| US5708368A (en) | Method and apparatus for emulation of a linear variable differential transducer by a capacitive gaging system | |
| US3636444A (en) | Apparatus for measuring small changes in condition-sensitive capacitance transducers | |
| US3048775A (en) | Apparatus for measuring small distances | |
| SU1716308A1 (en) | Non-contact converter of displacements | |
| US6194888B1 (en) | Impedance-to-voltage converter and converting method | |
| US3775678A (en) | Impedance comparing circuit with ground referenced readout and stray capacitance insensitivity | |
| US3224257A (en) | Rotating body strain meter | |
| US3302459A (en) | Device for admittance measurements by converting admittance into direct current | |
| JPS56164949A (en) | Multifunction detector | |
| US3501965A (en) | Electronic vibration analyzing apparatus incorporating automatic phase and amplitude recording means | |
| Narayana et al. | Design and development of improved linearized network based liquid level transmitter | |
| SU1116299A1 (en) | Static displacement converter with frequency output | |
| Raven et al. | New approaches to the direct measurement of capacitance | |
| Toth et al. | A low-cost, accurate and fast capacitive displacement sensor with microcontroller interfacing | |
| SU1381325A1 (en) | Linear displacement transducer | |
| JPS60203864A (en) | Detector | |
| SU974098A1 (en) | Capacitive displacement pickup | |
| SU977930A1 (en) | Capacitive displacement meter | |
| SU1647272A1 (en) | Capacitive compensation level gauge |