Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для измерения перемещений.
Известно устройство для измерения перемещений, содержащее емкостной преобразователь, ключ, две диодно-резистормые цепи и генератор импульсов 1 . . .
Недостатком устройства является невысокая точность измерения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь перемещений в скважность импульсов, содержащий дифференциальный емкостный датчик, первый и второй интеграторы, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго интеграторов, источник опорного напряжения, подключенный к вторым входам блоков сравнения, и триггер, входы которого подключены к выходам блоков сравнения, а выходы к управляющим входам соответствующих интеграторов f2J.
Недостатком известного устройства является невысокая точность измерение малых перемещений.
Цель изобретения - повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что преобразователь перемещений, в скважность импульсов, содержагдий дифференциальный емкостный датчик, перзый и второй интеграторы, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к выходам,соответственно первого и второго интеграторов, источник опорного напряжения, подключеный к вторым входам блоков сравнения, и триггер-, входы которого подключены к выходам блоков сравнения, а выходы - к управляющим входам соответствующих интеграторов, снабжен генератором импульсов, первым и вторым.элементами И, первые входы которых подключены к выходк генератора, а вторые соединены с соответствующими выходами триггера, двумя парами диодно-резисторных цепей, состоящих каждая из основной и дополнитель ной цепей в виде последовательно соединенных диода и резистора, диоды первой пары подключены к выходу первого элемента И, диоды второй пары к выходу второго элемента И, а точки соединения диода и резистора ос.новных цепей каждой пары подключены к соответствующим потенциальным
электродам дифференциального емкостного датчика, четырьмя фильтрами низ ких частот, к входам которых подключены резисторы диодно-резисторных цепей, и первым и вторым блоками вычитания , входы которых подключены к выходам фильтров, а выходы - к входам интеграторов.
На чертеже приведена схема преобразователя перемещений в скважность импульсов.
Преобразователь содержит генерато 1 импульсов, первый 2 и второй 3 элементы И, две пары диодно-резисторных цепей. состоящая каждая из основной цепи в виде последовательно соеди--. ненных диодов и 5 и резисторов 6 и 7 и дополнительной цепи в виде диодов 8 и 9 и резисторов 10 и 11, дифференциальный емкостный датчик 12, потенциальные элект1эоды которого подключены к точкам соединения диодов Л и 5 и резисторов 6 и 7, четыре фильтра 13-16 низких частот, первый 17 и второй 18 блоки вычитания, входы которых подключены соответственно к выходам фильтров Л 3-16, первый 19 и второй 20 интеграторы, входы которых подключены к выходам блоков 1 и 18 вычитания, блоки 21 и 22 сравнения, первые вхо ды которых подключены к выходам интеграторов 19 и 20, источник 23 опорного напряжения, подключенный к вторым входам блоков 21 и 22 сравнения, и триггер 2k, входы которого подключены к выходам блоков 21 и 22 сравнения.
Преобразователь работает следующи образом.
В исходном положении триггер находится в одном из устойчивых состояний, например уровень О на прямом выходе, который поступает на второй вход элемента 2 И и на управляющий вход интегратора .20. С инверсного выхода триггера в это время уровень t подается на второй вход элемента 3 И и на управляющий вход интегратора 19, при этом интегратор 19 обнуляется. На выходе элемента 3 И формируются при этом прямоугольные импульсы, которые подаются на соответствующее плечо дифференциального емкостного датчика 12 через основную диодно- резисторную цепь , состоящую из диода 5 и резистора 7, в точке соединения которых формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоям- ной времени разряда соответствующего плеча датчика 12. При этом в точке соединения диода 9 и резистора 11 будут существовать прямоугольные импульсы. На выходах фильтров И и 16 низких частот формируются напряжения, пропорциональные средним значениям этих напряжений, а на выходе блока 18 вычитания - разностное напряжение, которое интегрируется интегратором 20, Выходное напряжение инте гратора 20 сравнивается с о.порным напряжением в блоке 22 сравнения, который в момент равенства этих напряжений выдает сигнал логической 1
переводящий триггер 2 в другое устойчивое состояние. Описанный процесс повторяется с участием фильтров 13 и 15 и интегратора 19. При этом соотношение длительности импульса и паузы на. выходе преобразователя линейно зависит от перемещения, а период колебаний остается постоянным.
Изобретение позволяет повысить точность измерения в диапазоне малых перемещений за счет компенсации паразитных емкостей настройкой коэффициентов передачи дополнительных диодно-резисторных цепей, а также за счет, возможности увеличения частоты генерэ тора импульсов.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В СКвАЖНОСТЬтПУЛЬСОВу содержащий дйфференцйа 1ьмый€ мкостйый датчик, г1ер1В Мм второй интеграторы, первый М вто0ой блоки сравнения, первые . входы кйторых Подключен к выходам сротввтственнб первого и второго ин- теграторов, истрчник.опорного напряжения i подключенной к блоков сравнения, и триггер, входы которого подключены к выходам сравнения; а выходы - к управляющим входам соответствующих интеграторов, о. Т л и ч а Ю Щ и и с я тем, что, . с целью повышения точности измерения, он снабжен генераторби;импульсов,rteip вым и вторым элементатн И, первые ; входы которых подключены к выходу генератора, а вторые соединен с соответствующими выходами триггера, дву мя парами диодно резисториь1Х цеП1 v состоящих каждая из основно1 и до полнительной цепей в виде посл едовательно соединенных диода и реэиСтора, диоды первой пары подк/ямёны к выходу первого элемента И, сэды вто рой пары - к выходу второго элемента И, а точки соединения диода и резисто ра основных целей каждой пары подкгаб чены к соответствующим погеН1|иальиым I электродам дифференц|4альногч емкост(Л ного датчика, четырьмя фильтрами н1 зj ких частот к входам которых «аддключеЖ|| резисторы диодно-резиётвр шх цепей, и первым и втором блокамн вычитания, входы юэторых подключены к выходам фильтров, а выходы - к входам интеграторов. со 00 00 ili vl
Авторы
Даты
1983-08-07—Публикация
1982-02-22—Подача