Емкостный измеритель перемещений Советский патент 1985 года по МПК G01B7/00 

ной обмотки первого компаратора к чис- ратов внешнего и внутреннего радиулу витков первой входной обмотки вто- сов дополнительного кольцевого электрого компаратора равно отношению квад- рода.

1195182,

11 .ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий емкостный датчик перемещений в виде расположенных параллельно круговых потенциального И токового электродов и окружающего токовый электрод кольцевого Охранного электрода, соединенного с общей точкой измерителя, трансформатор напряжений с двумя плечевыми вторичными обмотками, один из выводов каждой из которых соединен с общей точкой измерителя, генератор переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке трансформатора, первый индуктивный компаратор токов с входными обмотками, один из выводов каждой из которых соединен с общей точкой измерителя, а второй вывод второй обмотки - с токовым электродом, образцовый конденсатор, включенный меж-. ду первой вторичной обмоткой трансформатора и первой входной обмоткой первого компаратора, детектор равновесия , входом подключенный к выходной обмотке первого компаратора, многопозиционный коммутатор, соедиия ющий отводы второй вторичной обмртКи трансформатора с потенциальным электродом датчика, управлякядий вход которого подключен к выходу детектора равновесия, и отсчетный блок, соеди- ненный с коммутатором, отличающийся тем, что, с целью по- вьшения точности измерения путем компенсации погрещностей от взаимного перекоса электродов, он снабжен дополнительным кольцевым электродом, расположенным между токовым и охранным электродаьш в одной с ними плоскости, вторым индуктивным компаратором токов, начало первой входной обмотки которого соединено с выводом второй входной обмотки первого компаратора, а конец - с токовым элек тродом датчика, начало второй входа S ной обмотки второго компаратора соеW динено с дополнительным электродом датчика, а конец - с общей .точкой с измерителя,«преобразователем ток - напряжение, входом подключенным к выходной обмотке второго компаратора, и резистором, включенным между выхо( дом преобразователя ток - напряжение « ;о и третьей входной обмоткой первого СП компаратора. 2. Измеритель по п. 1, отли00 чающийся тем, что отнощение чисел витков первой и второй входных обмоток второго компаратора равно отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов дополнительного кольцевого электрода, уменьшенного на единицу, а произведение отношений коэффи. циента преобразования преобразователя ток - напряжение к сопротивлению резистора, числа витков выходной обмотки второго компаратора к числу витков третьей входной обмотки первого компаратора и числа витков второй вход-

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован для измерения перемещений. Цель изобретения - повышение точности измерения путем компенсации погрешностей от взаимного перекоса электродов, На чертеже приведена блок-схема е костного измерителя перемещений. Измеритель содержит генератор 1 переменного напряжения, трансформато 2. напряжения с первичной обмоткой 3, подключенной к генератору 1, и вторичными обмотками 4 и 5, емкостный датчик, образованньй потенциальным электродом 6, токовым электродом 7, дополнительным электродом 8 и охранным электродом 9, образцовый конденсатор 10, подключенный к обмотке 4 трансформатора 2, первый индуктивный компаратор 11 с тремя входными обмот ками 12, 13,14 и одной выходной обмо кой 15, второй индуктивный компарато 16 с двумя входными обмотками 17, 18 и выходной обмоткой 19, преобразователь 20 ток - напряжение, подключенный к выходной обмотке второго компаратора 16, резистор 21, посредством которого третья входная обмотка 14 первого компаратора 11 соединена с выходом преобразователя 20 ток - напряжение, детектор 22 равновесия, подключенный к выходной обмотке 15 компаратора 1I, многопозиционный ком мутатор 23, посредством которого отв ды обмотки 5 трансформатора 2 подклю чаются к потенциальному электроду 6, и отсчетный блок 24, подключенный к коммутатору 23, Устройство работает следующим образом. Под действием напряжений, индуктированных во вторичных обмотках 4 и 5 трансформатора 2 напряжений через электроды 7 и 8 емкостного датчика протекают токи, величина которых опре деляется положением потенциального электрода 6 относительно электродов 7 и 8, попадающие на входные обмотки 17 и 18 .компаратора 16 токов, В выходной обмотке 19 компаратора 16 выделяется разность этих токов, ко- / торая зависит от величины взаимного перекоса потенциального электрода.6 и электродов 7 и 8, и равна нулю толь ко при отсутствии перекоса, В выходной обмотке 15 первого компаратора 11 токов выделяется сигцал неравновесия моста, образованного обмотками 4 и 5 трансформатора 2, образцовым конденсатором 10, и емкостью датчика, образованного потенциальным электродом 6, токовым электродом 7, дополнительным электродом 8 и охранным электродом 9, равный разности токов, протекающих через токовый электрод 7 и образцовый конденсатор 10, уменьшенный на величину тока, протекающего через резистор 21 с выходной обмотки 19 компаратора 16, Многопозиционный коммутатор 23, управляемый детекто- ром 22 равновесия, приводит сигнал неравновесия к нулю путем переключения выводов вторичной обмотки 5 трансформатора 2, идущих к потенциальному электроду 6, Состояние многопозицй- онного коммутатора 23-, соответствую- щее состоянию равновесия и пропорциональное измеряемому перемещению, индицируется отсчетным блоком 24 в единицах перемещения, ,Отношение чисел витков в обмотках 17 и 18 компаратора 16 должно быть равно отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов дополнительного кольцевого электрода 8, умень- шенному на единицу, Дпя наиболее полной компенсации погрешности от взаимного перекоса электродов ток выходной обмотки 19 компаратора 16 масштабируется при помощи преобразователя 20 ток - напряжение и резистора 21, при этом произведение отношений коэффициента преобразования

преобразователя 20 ток напряжение, имекяцего размерность сопротивления, к сопротивлению резистора 21, числа витко выходной обмотки 19 второго компаратора 16 к числу витков третьей s входной обмотки 14 первого компар тора 11 и числа витков второй входной обмотки 13 второго компаратора 1 к числу витков первой входной обмотки 17 второго компаратора 16 рав но отношению квадратов внешнего и внутреннего радиусов допол- нительйого кЬльцевого электрода 8.