Способ преобразования положения подвижного бесконтактного токосъемника резистивно-емкостного датчика Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

: S

СП

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

Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения влияния изменений емкостк линии связи на результат преобразований,

; На чертеже приведена функциональ ная схема устройства для реализации способа

Устройство содержит коммутатор 1, резистивно-емкостной датчик 2, опорный резистор 3, повторитель А, блоки 5 и 6 выборки-хранения, сумматор 7, коммутатор 8, 1штегратор 9, компаратор 10, блок 11 управления, опорньй источник 12, шину 13 нулевого потенциала, линию 14 связи.

Выходы опорного источника 12 под- 20 даваемого блоком П управления, ока- ключены к сигнальным входам коммута- зьшается подключенной через коммутатора I, к управляющему входу которого тор 8 к входу интегратора 9, которьш подключен выход блока И управления. Выходы коммутатора 1 подключены к

входам резистивно-емкостного датчика 25 выходе компаратора 10 .2, выход которого через линию 14 свя- Во втором такте,.начало которого зи подключен к входу повторителя 4, задается сигналами блока 1i управле- выход которого через блоки 5 и 6 вы- ния, коммутатор I подключает опорный борки-хранения подключены к входам источник 12 к датчику 2 так, что вы- сумматора 7, выход которого через ком-30 вод +Uo оказывается подключенным к мутатор 8 подключен к входу интеграто- шине 13 нулевого потенциала. На выхо- ра 9, выход которого через компаратор 1О подключен к входу блока t1 управле™ ния.

Основным параметром линии 14 связи kJнoч aoтcя к входам сумматора 7, выход влияющим на результат преобразования, которого подключается к входу янтег- является распределенная емкость Сд, ратора 9, на выходе которого в начале причем эта емкость при большой длине проводов (больше 1 м) оказьшается намного больше емкости связи резистивно-4о момента смены логического уровня на емкостного датчика 2, Две эти емкости выходе компаратора 10, в результате и опорный резистор 3 образуют делитель чего устройство возвращается к началу напряжения.цикла. Период релаксационных колебаВ реальных условиях емкость С за- ннй пропорционален положению R х токо- висит от длины линии 14 связи, ее из- съемника датчика 2 и не зависит от

токосъемником соответственно. По отношению и ,2, величина которого не зависит от С/, судят о положении токосъемника.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

По спаду логического уровня на выходе компаратора 10 блок 11 управле-

10 ния формирует управляющий сигнал, по которому коммутатор 1 подключает опор ный источник 12 к датчику 2 так, что вьюод -UQ оказывается подключен к шине 13 нулевого потенциала. На выходе

15 датчика 2 напряжение U пропорционально положению R токосъемника датчика 2. Величина U, запоминается блоком 5 выборки-хранения и в течение некоторого постоянного интервала времени, заформирует выходной сигнал, подтверж- даищий низкий логический уровень на

де повто1Н1теля 4 напряжение Uj nponopционально положению Rg-R. По сигналу от блока 1i управления U и U, подвторого такта напряжение пропорционально и. Интегратор разряжается до

гибов, положения, вибрации, температуры и т.д., что может привести : искажению результатов преобразования. Для исключения влияния изменений емкости линии 14 связи на результат преобра- зований выводы резистивно-емкостного датчика 2, подключаемые к выходам опорного источника 12, периодически меняются местами и измеряются напряжения и ., и и резистивно-емкостного датчика 2 между его первым неподвижным вьшодом и подвизкным бесконтактным токосъемником и вторым неподвижным выводом и подвижным бесконтактным

50

55

емкости С,

Формула изобретения

Способ преобразования положения подвижного бесконтактного токосъемника резистивно-емкостного датчика, заключающийся в том, что формируют в резистивно-емкостном датчике перемен- ньй ток и измеряют величину напряже- ни U-, между подвижным бесконтактным токосъемником и первым из двух неподвижных вьшодов резистивно-емкосттокосъемником соответственно. По отношению и ,2, величина которого не зависит от С/, судят о положении токосъемника.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

По спаду логического уровня на выходе компаратора 10 блок 11 управле-

ния формирует управляющий сигнал, по которому коммутатор 1 подключает опорный источник 12 к датчику 2 так, что вьюод -UQ оказывается подключен к шине 13 нулевого потенциала. На выходе

датчика 2 напряжение U пропорционально положению R токосъемника датчика 2. Величина U, запоминается блоком 5 выборки-хранения и в течение некоторого постоянного интервала времени, задаваемого блоком П управления, ока- зьшается подключенной через коммутатор 8 к входу интегратора 9, которьш

формирует выходной сигнал, подтверж- даищий низкий логический уровень на

выходе компаратора 10 Во втором такте,.начало которого задается сигналами блока 1i управле- ния, коммутатор I подключает опорный источник 12 к датчику 2 так, что вы- вод +Uo оказывается подключенным к шине 13 нулевого потенциала. На выхо-

де повто1Н1теля 4 напряжение Uj nponop ционально положению Rg-R. По сигналу от блока 1i управления U и U, подkJнoч aoтcя к входам сумматора 7, выход которого подключается к входу янтег- ратора 9, на выходе которого в начале момента смены логического уровня на выходе компаратора 10, в результате чего устройство возвращается к началу цикла. Период релаксационных колебавторого такта напряжение пропорционально и. Интегратор разряжается до

емкости С,

Формула изобретения

Способ преобразования положения подвижного бесконтактного токосъемника резистивно-емкостного датчика, заключающийся в том, что формируют в резистивно-емкостном датчике перемен- ньй ток и измеряют величину напряже- ни U-, между подвижным бесконтактным токосъемником и первым из двух неподвижных вьшодов резистивно-емкост31А46451

ного датчика, о тличающий-неподвижным вьшодом и подвижным бес- с я тем, что, с целью повышенияконтактным токосъемником при формиро- точности, напряжение U измеряют привании на втором неподвижном выводе формировании на первом неподвижномнулевого потенциала, а о положении вьшоде нулевого потенциала, измеряютподвижного бесконтактного токосъем- величину напряжения U между BTOJAIMнкка судят по отношению ,.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения точности за счет исключения влияния изменений емкости линии связи на результат преобразований положения бесконтактного токосъемника резистивно-емкостного датчика измеряют напряжения U, и U двух то- копроводящих частей датчика соответственно, а о положении токосъемника судят по величине , причем и и U,j измеряют при подключении к шине нулевого потенциала разных неподвижных вьюодов датчика. Устройство реализующее способ, содержит коммутатор 1, резистивно-емкостный датчик 2, опорный резистор 3, повторитель 4, блоки 5, 6 выборки-хранения, сумматор 7, коммутатор 8, интегратор 9, компаратор 10, блок 11 управления, опорный источник 12, шину 13 нулевого ff потен1щала, линию 14 связи. 1 ил.