SU415692A1

SU415692A1 -

Info

Publication number: SU415692A1
Application number: SU1724442A
Authority: SU
Priority date: 1971-12-13
Filing date: 1971-12-13
Publication date: 1974-02-15

Description

1one

Использование относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл измерени перемещений.The use relates to the field of measurement technology and can be used to measure displacements.

Известно устройство дл измерени перемещений , содержащее емкостной датчик, включенную последовательно с ним посто нную емкость, дифференциальный усилитель, источник переменного напр жени , детектор и элемент регулировани тока в цепи е.мкостного датчика, выполненный в виде след щей системы , но недостатком известного устройства вл етс его сложность.A device for measuring displacements is known, comprising a capacitive sensor, a constant capacitor connected in series with it, a differential amplifier, an alternating voltage source, a detector and a current control element in the capacitive sensor circuit, made in the form of a tracking system, but a disadvantage of the known device is its complexity.

С целью упрощени конструкции элемент регулировани тока в предлагаемом устройстве выполнен в виде сопротивлени , один конец которого подключен к одной из клемм источника питани , а второй - к выходу детектора .In order to simplify the design, the current control element in the proposed device is designed as a resistor, one end of which is connected to one of the power supply terminals and the other to the detector output.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит емкостной датчик 1 и посто нную емкость 2, образующие измерительную цепь, питаемую от обмотки 3 трансформатора . Выходпое напр жение измерительной цепи подаетс через согласующую индуктивность 4 на базу транзистора 5 усилител , нагрузкой которого вл етс первична обмотка 6 трансформатора. Обмотка 7 трансформатора нагружена входом детектора на транзисторе 8, причем, последовательно с детектором включена цепь обратной св зи 9 и внешн нагрузка 10.The device contains a capacitive sensor 1 and a constant capacitance 2, forming a measuring circuit fed from the winding 3 of the transformer. The output voltage of the measuring circuit is supplied through the matching inductance 4 to the base of the transistor 5 of the amplifier, the load of which is the primary winding 6 of the transformer. The transformer winding 7 is loaded by the detector input on the transistor 8, and, in series with the detector, feedback circuit 9 and external load 10 are connected.

Устройство работает следующим образом. Обмотка 7 трансформатора, конденсаторThe device works as follows. Winding 7 transformer capacitor

посто нной емкости 2 и согласующа индуктивность образуют цепь положительной обратной св зи с выхода усилител на его вход, в результате чего в усилителе возникают автоколебани , амплитуда которых нарастает доthe constant capacitance 2 and the matching inductance form a positive feedback circuit from the amplifier output to its input, as a result of which self-oscillations occur in the amplifier, the amplitude of which increases to

момента, не превыщающего порога срабатывади детектора на тралзисторе 8.moment that does not exceed the threshold of the detector on the trasistor 8.

Дальнейший рост амплитуды автоколебаний подавл етс уменьшением входного сопротивлени детектора и отрицательпой обратной св зью с выхода детектора на эмиттерный вход усилител , при этом устанавливаетс стационарный режим автоколебаний.A further increase in the amplitude of self-oscillations is suppressed by a decrease in the input resistance of the detector and a negative feedback from the output of the detector to the emitter input of the amplifier, and a steady-state self-oscillation mode is established.

В том случае, если коэффициент усилени усилител достаточен, входпой ток усилител In the event that the gain of the amplifier is sufficient, the input current of the amplifier

и переменна составл юща напр жеин между базой и эмиттером транзистора усилител ничтожны по сравнению с током и напр жением измерительной цепи и тогда можно считать амплитуду тока в датчике i равно амплитуде тока в емкости 2, амплитуду тока в емкости 2 пропорциональной нанр жению на об.мотке 7, а напр жение на датчг1Ке 1 равным напр жению в цепи 9. Так как амплитуда автоколебаний благодар стабилизирующемуand the variable component between the base and the emitter of the amplifier transistor is negligible compared to the current and voltage of the measuring circuit and then the current amplitude in sensor i can be considered equal to the current amplitude in capacitance 2, the current amplitude in capacitance 2 proportional to the voltage on the coil 7, and the voltage on the sensor 1 is equal to the voltage in the circuit 9. Since the amplitude of the self-oscillations is due to the stabilizing

действию детектора от11осительно посто нна,action of the detector is relatively constant,

то амплитуду напр жени на обмотке 7, а следовательно, и амплитуду тока датчика 1 также можно считать посто нными.The amplitude of the voltage on the winding 7, and hence the amplitude of the current of sensor 1, can also be considered constant.

На выходе детектора возникает пульсирующий ток, содержащий посто нную составл ющую и составл ющие первой и высших гармоник частоты автоколебаний. Можно считать, что посто нна составл юща и перва гармоника пропорциональны между собой. Пульсирующий ток, возникающий на выходе детектора , создает в цепи 9 пропорциональное пульсирующее напр жение, и в ней возникает составл юща первой гармоники частоты автоколебаний , амплитуда которой пропорциональна выходному посто нному току. В результате равенства напр жений в цепи и на датчике 1 выходной посто нный ток устройства пропорционален напр жению на емкости датчика при посто нной амплитуде тока в его цепи.A pulsating current arises at the detector output, containing a constant component and components of the first and higher harmonics of the frequency of self-oscillations. We can assume that the constant component and the first harmonic are proportional to each other. The pulsating current arising at the detector output generates a proportional pulsating voltage in circuit 9, and a first harmonic component of the self-oscillation frequency arises in it, the amplitude of which is proportional to the output direct current. As a result of the equality of the voltages in the circuit and on the sensor 1, the output DC current of the device is proportional to the voltage on the capacitance of the sensor at a constant amplitude of the current in its circuit.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл измерени перемещений, содержащее емкостной датчик, включенную последовательно с ним посто нную емкость,An apparatus for measuring displacement, comprising a capacitive sensor, a fixed capacitor connected in series with it,

дифференциальный усилитель, источник переменного напр жени , детектор и элемент регулировани тока в цепи емкостного датчика, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, элемент регулировани токаDifferential amplifier, alternating voltage source, detector and current control element in a capacitive sensor circuit, characterized in that, in order to simplify the device, the current control element

выполнен в виде сопротивлени , один конец которого подключен к одной из клемм источника питани , а второй - к выходу детектора.made as a resistor, one end of which is connected to one of the power supply terminals, and the other to the detector output.

00

Г|/.R | /.

МM