Отслеживающее устройство Советский патент 1985 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испол зовано при создании измерительных приборов и средств автоматики. Целью изобретения является повы шение чувствительности, точности и надежности устройства. На фиг.1 представлена принципи альная электрическая схема устройс ва, на фиг.2 - зависимость пондемо торной силы от расстояния между пластинами третьего конденсатора, Устройство содержит первый и вт рой колебательные контуры 1 и 2, источник 3 переменного напряжения, резистор 4, третий конденсатор 5, рычаг 6 поворотного .механизма, пер вый и второй конденсаторы 7 и 8, первая и вторая обмотки 9 и 10, основание 11. ( W - пондемоторная сила, X - расстояние между пластинами третьего конденсатора 5). Дифференциальные уравнения для потенциалов пластин третьего конде сатора 5, под действием которых на его пластинах появляются электрические заряды, создающие механичес кую силу, перемещающую подвижную пластину, имеют вид L,c,-fL, R, .. R с +JL , L Rcejdt Reg O-fLjC B+L Cg -0-+ RzCce -RjC yi i. -. r .,, где L, , Rj - соответственно индуктивности, емкос ти и сопротивления колебательных контуров 1 и 2; С... - сопротивление и ем кость резистора 4 конденсатор 5. Уравнение движения подвижной пластины третьего конденсатора 5 имеет вид mel2L pdx.lP(Cce) С,С, ( dt dx irs где m - масса подвижной пластины третьего конденсатора 5; к - козффициент, зависящий от площади пластин третьего конденсатора 5; ) разность фаз потенциалов пластин третьего конденсатора 5; Р - коэффициент трения, потенциал пластин третьего конденсатора 5, dP(C-g) С.С, .)V усредненная за период Т пондемоторная сила взаимодействия пластин конденсатора связи, величина которой зависит от электрических процессов в первом и во втором колебательных контурах 1 и 2. средненная эа период пондемоторсила W будет равна нулю при VT-V - или при значениях cos(f V2}-0 одинаковых колебательных конту1 и 2 значения емкости конденра 5, при котором V -lfj s: д еляются выражением ZbL-Mi,si rbt.-bi,y 4-Чсв(Чи-Чс. ( индуктивная провоR2+u)2L димость колебательных контуров 1 и 2j емкостная проводимость колебательных контуров 1 и 2; частота переменного напряжения, Ц+ч Ц активная проводимость колебательных контуров 1 и 2; активная проводимость связи колебательных контуров 1 и 2 расстояние между пластинами третьего конденсатора 5. начения усредненной пондемоторной Wj в зависимости от расстояния х у пластинами третьего конденсатопредставлена на фиг.2. Как видно той зависимости, при одних расниях X между пластинами конденса5 усредненная сила W положительпри других otpицaтeльнa, т.е. при х расстояниях х механическая, сила т проявлять себя как сила притяжения. Таким образом, если внешним воз действием изменить расстояние мезвду пластинами третьего конденсатора 5, то мезвду ними возникает пон;(емоторна сила, которая будет действовать в направлении к положению равновесия до тех пор, пока эта сила не .станет равной нулю. Устройство работает следующим образом. Под действием напряжения источник 3 переменного напряжения возбуждаются колебания в первом колебательном контуре1, благодаря резистору 4 и конденсатору 5 возбуждаются электрические колебания во втором колебательном контуре 2. На обкладках конденсатора 5.возни кают электрические заряды, под действием которых его пластины занимают строго определенное равновесное поло жение. При этом механическая сила взаимодействия этих пластин равна ну лю. В этом случае разность фаз потен циалов пластин конденсатора 5 равна у-. Только этому значению разности фа соответствует равенстйо нулю механической силы взаимодействия пластин конденсатора 5. Изменение частоты напряжения источ ника 3 переменного напряжения приводит к изменению разности фаз потенциajioB пластин конденсатора 5, При этом между его плa :tинaми возникает механическая сила, которая будет изменять расстояние между пластинами конденсатора 5 до тех пор, пока, разность фаз не станет равной - , что приведет к равенству нулю механической силы взаимодейстпия. Этому новому состоянию равновесия будет соответствовать новое расстояние между пластинами-конденсатора 5. Таким образом, каждому значению расстояния между пластинами конденсатора 5 будет .соответствовать строго определенное значение частоты напряжеЮ1я на выходе источника 3 переменного напряжения, что позволяет использовать предлагаемое устройство в качестве отслеживающего. Данное отслеживающее устройство может применяться в качестве частотомера, а также датчиков сил и переме- щений. Оно позволяет создавать простые и надежные блоки осязания для прсмьшшенных манипуляторов, а также может быть использовано в качестве датчиков давления адаптивных систем управления. Отслеживающее устройство может быть использовано в качестве блока стабилизации частоты генератора в частотной системе определения обобщенного показателя качества кровельного картона объемной массы, основанная на фазовой подстройке частоты. Указанные отличительные особенности предлагаемого технического реше- , ния по сравнению с известным позволяют на порядок повысить чувствительность, точность и надежность устройства.

ОКЛЕЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее два резонансных контура, обмотки которых подключены паралл ьно конденсаторам, и основание. на котором укреплены первый резонансный контур и поворотный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и надежности устройства, в нем дополнительно установлены резистор и третий конденсатор, одна пластина которого установлена на основании и соединена электрически с первыми выводами первого колебательного контура и резистора, а другая пластина установлена на ры- . чаге поворотного механизма и соединена злектрически с вторым выводом резистора и с первым выводом второго колебательного контура, соединенного вторым выводом с вторым выводом первого колебаСО тельного контура, причем резистор и второй колебательный контур установлены на основании.