SU506232A1

SU506232A1 - Устройство дл стабилизации крутизны преобразовани емкостных датчиков

Info

Publication number: SU506232A1
Application number: SU721860251A
Authority: SU
Inventors: Л.П. Ульянов
Original assignee: Центральное конструкторское бюро уникального приборостроения АН СССР
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1976-10-05

Description

УСТЮЙСТВО дл СТАБИЛИЗАЦИИ КРУТИЗНЫ

(54) ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА

Изобретение относитс к автоматике, может быть использовано дл измерени механических величин - деформаций конструкций, угловых и линейных перемещений - с помощью емкостных датчиков.

Как известно, крутизна : преобразовани емкостного датчика зависит от напр жени питани и от емкостей конденсаторов. В свою очередь, емкость датчика зависит от его геометрических размеров и от диэлектрической проницаемости диэлектрика (воздуха). Геометрические размеры датчика измен ютс под воздействием температуры окружающей среды, а диэлектрическа проницаемость воздуха зависит от его влажности.

Дл стабилизации крутизны преобразовани датчика его обьино герметизируют, термостатируют и тщательно стабилизируют напр жение питани .

Известны устройства дл стабилизации крутизны преобразовани емкостного датчика, содержащие регул тор напр жени , генератор гармонических колебаний, схему сравнени , серводвигатель, редуктор, регул тор напр жени и отсчетное устройство .

Цель изобретени - упрощение конструкции и расширение областа применени устройства.

Предлагаемое устройство отличаетс тем, что в каждое плечо измерительного полумоста, составленного из емкостей датчика, включено по одному измерительному трансформатору тока, вторичные обмотки которых соединены последовательно и нагружены на конденсатор, подключенный через усилитель и демодул тор к схеме сравнени , св занной также с источ1тиком стабилизированного посто нного напр жени и с входом другого усилител , нагруженного на серводвигатель. Серводвигатель через редуктор механически св зан с регул тором напр жени . При этом выход измерительного моста нагружен на другой конденсатор, несоизмеримо больший.

Регул тор напр жени питани подключен к

входу измерительного моста. Емкостньш дифференциальный датчик любой конструкции подключаетс к трем клеммам, вьтеденным от конденсатора, включенного в диагональ измерительного моста, и

от первичных обмоток трансформаторов тока.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.

Регул тор напр жени источника питани 1 подключен к выходу генератора гармонических

колебаний 2 и к входу измерительного моста.

сх)ставле1шого из резисторов 3 и 4 и двух конденсаторов емкостного датчика 5, с включенными в него конденсатором 6, резистором 7 и первичными обмотками измерительных трансформаторов тока 8 и 9. Конденсатор 10, подключенный к входу усилител 11, и вторичные обмотки трансформаторов тока 8 и 9 включены последовательно. Выход усилител 11 через демодул тор 12 подключен к схеме сравнени 13, св занной также с источником стабилизированного посто нного напр жени 14. Выход схемы сравнени 13 через усилитель 15 подключен к серводвигателю 16, выходной вал которого через редуктор 17 механически св зан с регул тором напр жени источника питани 1. Емкостньш датчик 5 подключают к клеммам, выведенным от первичных обмоток трансформаторов тока 8 и 9 и от конденсатора 18, включенного в диагональ измерительного моста. Конденсатор 18 подключен к входу усилител 19, выход которого через демодул тор 20, имеющий выход 21,подсоединен к входу отсчетного устройства 22. Входы демодул торов 12 к 20 подключены к выходу генератора гармонических колебаний 2.

Запитьюаемый от генератора гармонических колебаний 2 через регул тор напр жени источника питани 1 измерительньш мост в исходном состо нии уравновешен и на его выходе, т.е. на конденсаторе 18 и на входе усилител 19, напр жение отсутствует. Ток протекающий через конденсаторы датчика, трансформируетс во вторичные обмотки трансформаторов тока 8 и 9, и на конденсаторе 10 присутствует напр жение, пропордиональное суммарному току, протекающему через конденсаторы. Это напр жение через усилитель 11 и демодул тор 12 поступает на схему сравнени 13, где сравниваетс с напр жением источника посто нного стабилизированного напр жени 14. Сигнал разности этих напр жершй снимаетс со схемы сравнени 13 и через усилитель 15 поступает на серводвигатель 16, механически св занный через редуктор 17 с регул тором напр жени источника питани 1 измерительного моста. Под воздействием этого напр жени серводвигатель 16 поворачиваетс и измен ет напр жение на выходе регул тора напр жерш таким образом, чтобы с ести к нулю напр жение на выходе схемы сравнени 13. Таким образом напр жение на выходе демодул тора 12 поддерживаетс посто нным и равным напр жению источника посто нного стабилизированного напр жени 14. Это напр жение пропорционально напр жегшю на конденсаторе 10 и, следовательно, суммарному току двух плеч измерительного моста, составленных из конденсаторов датчика 5.

При изменении соотношени емкостей конденсаторов датчика, определ емого величиной измер емой деформации, измен ютс токи через конденсаторы датчика, но суммарный ток с точностью до величин высщего пор дка малости не измен етс . Напр жение на выходе измерительного моста, т.е. на конденсаторе 18, в режиме короткого замыкани , который обеспечиваетс шунтированием выхода измерительного моста конденсатором

18,несоизмеримо большое по сравнению

с выходной емкостью измерительного моста, пропорционально напр жению питани измерительного моста и приращению емкостей датчика вследствие деформации. В свою очередь, суммарный ток, протекающий через конденсаторы датчика 5, в режиме короткого замыкани пропорционален полной емкости датчика и напр жению питани . Поэтому поддержание этого суммарного тока посто нным приводит к посто нству крутизны преобразовани даетика. Напр жеьше со стабильного конденсатора 18, пройд через измерительньш усилитель

19,вьшр мл етс синхронным демодул тором 20 и поступает на выход 21 и на отсчетное устройство 22, тарированное в величинах измер емой деформации.

При изменении температуры и влажности окружающей среды емкости конденсаторов датчика 5 мен ютс , но суммарньш ток через них поддерживаетс посто нным. Следовательно, посто нна и крутизна преобразовани датчика. При изменении напр жени источника питани суммарный ток через конденсаторы датчика также поддерживаетс посто нны

Конденсатор 6 и потенциометр предназначены дл уравновешивани моста по реактивной составл ющей .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл стабилизации крутизны преобразовани емкостного датчика, содержащее регул тор напр жени , подключенный к выходу-генератора гармонических колебаний, схему сравнени , серводвигатель , подключенный через редуктор к регул тору напр жени ,и отсчетное устройство о т л ичаюцдеес тем, что, с целью утгрощени конструкдии и расширени области применени , оно содержит измерительньш мост, подключенньш к выходу регул тора напр жени , трансформаторы тока, усилители, один из которых соединен со схемой сравнени и с серводвигателем, демодул торы , источник посто нного напр жени , подключенный к схеме сравнени , резисторы и конденсаторы , причем в два плеча измерительного моста включены резисторы, в два других плеча- ковденсаторы датчика и трансформаторы тока, в диагональ моста включен переменный резистор, соединенный с третьим конденсатором, на выходе измерительного моста включен четвертью конденсатор, соединенный со входом второго усилител , выход которого через первый демодул тор подсоединен

к входу отсчетного устройства, вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно с п тым конденсатором, подключенным через третий зсилитель и второй демодул тор к схеме сравнени , входы обоих демодул торов подключены к выходу генератора гармонических колебаний.