Бесконтактный преобразователь перемещений с частотным выходом Советский патент 1984 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Известен преобразователь перемещений, содержащий бесконтактный по- 5 тенциометрический датчик и измерительную схему CIJ.

Недостатком данного устройства является низкая.точность измерения, обусловленная влиянием ча результат О измерения величины емкости потенциометрического датчика, зависящей от факторов внешней среды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является бес- 15 контактньй преобразователь перемещений с частотным выходом, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, усилитель, 20 вход которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход - к одному из его неподвижных электродов, и компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя С21. 25

Недостатками известного преобразователя являются невысокая точность преобразования, обусловленная влиянием на результат измерения междуэлектродных емкостей, которые зависят от зо факторов окружающей среды, а также сложность конструктивного выполнения,

обусловленная наличием двух подвижных электродов и двух измерительных каналов.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается 40 тем, что бесконтактный преобразователь перемещений с частотным выходом, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, 45 усилитель, вход -которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход - к одному из его неподвижных электродов, и компаратор, один из входов которого соединен с выходом 50 усилителя, снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом компаратора и вторым неподвижным электродом датчика, и сумматором, первый вход которого подключен к выходу интегра- 55 тора, второй вход - к выходу компаратора, а выход - к второму входу компаратора.

На чертеже приведена блок-схема бесконтактного преобразователя перемещений с частотным выходом.

Преобразователь содержит бесконтактный потенциометрический датчик 1 с Неподвижными электродами 2 и 3 и подвижным электродом 4, усилитель 5 постоянного тока, вход которого подключен к подвижному электроду 4 датчика 1, компаратор 6, первый вход которого подключен к выходу усилителя 5, интегратор 7, вход которого подключен к выходу компаратора, и сумматор 8, входы которого подключены к выходам соответственно усилителя 5 и интегратора 7.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени на выходе компаратора 6 существует положительное или отрицательное напряжение с амплитудой V , которое через потенциометрический датчик 1 поступает на вход усилителя 5 постоянного тока напряжение на выходе которого при этом имеет вид

(-|-1)

RO RX

1 межгде

сопротивление датчика ду электродами 2 и 3,

сопротивление датчика 1 между электродами 2 и 4. Напряжение с выхода усилителя 5 поступает на первый вход компаратора 6,выходной сигнал которого поступает на вход интегратора 7 и на один из входов сумматора 8. Напряжение на выходе интегратора имеет вид

Uu--V|.

где t постоянная

времени интегратора.

В момент равенства напряжений на входах компаратора 6 выходное напряжение последнего сменит полярность., Возникают релаксационные колебания, частота f которых определяется из условия равенства напряжений на входах компаратора:

4 tRo

Таким образом, частота релаксационных колебаний линейно зависит от сопротивления Ry. между неподвижным электродом 2 и подвижным электродом

J11t62994

4 датчика 1, которое в свою очередьтакже за счет уменьшения влияния

пропорционально измеряемому переме-факторов внешней среды, поскольку при

щению.одинаковом изменении под влиянием

Изобретение позволяет повыситьэтих факторов сопротивлений RX и Rb

точность измерения за счет устранения 5их отношение остается постоянным и не

влияния на результат измерения емкое-приводит к изменению частоты колебати подвижного электрода датчика, аний.

ВЕСКОНТАКТНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, усилитель, вход которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход к одному из его неподвижных электродов, и компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом компаратора и вторым неподвижным электродом датчика, и сумматором, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу компаратора, а выход - к второму входу компаратора О) tc со