Устройство для измерения перемещений Советский патент 1989 года по МПК G01B7/00 

дение импульсов генератора 11 на сум- 20 вход счетчика 14 и проходит через

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение производительности. Для измерения смещения сигнальной пластины 5 относительно квадратных токопроводящих пластин 1, 2, 3, 4, расположенных в одной плоскости, по координате Y с помощью ключей 18, 20, управляемых триггером 9, замыкаются пластины 1, 2 и 3, 4. По сигналам с выходов триггеров 9 и 8 к перестраиваемому генератору 11 подключаются сигналы пластин 1, 2, а затем 3, 4, площадь перекрытия которых с сигнальной пластиной 5 определяет частоту генератора 11. Сигнал с генератора 11 через схему 12 ЗИ-НЕ поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 14 (при подключении пластин 1 и 2) или через схему 13 ЗИ-НЕ-на вход вычитания (при подключении пластин 3 и 4). В результате на выходе счетчика 14 вырабатывается сигнал, пропорциональный разности частот генератора 11, т.е. разности суммарных емкостей пластин 1, 2 и 3, 4. Результат в виде кода записывается в регистр 16 перемещения по координате Y. Измерение смещения по координате X определяется аналогично по разности суммарных емкостей пластин 2, 3 и 1, 4 и начинается сразу по окончании измерения перемещения по координате Y. 1 ил.

25

мирующий вход счетчика 14, и счетчик 14 останавливается, при этом он хранит код, пропорциональный емкости между токопроводящими пластинами 1, 2 и сигнальной пластиной 5. По сигналу О с инверсного выхода триггера 8 мультиплексор 22 подключает к генератору 11 токопроводящие пластины 3, 4. Площадь перекрытия последних с сигнальной пластиной 5 определяет часто- 30 между пластинами 1, А и сигнальной ту генератора 11. Выходной сигнал генератора 11 через схему ЗИ-НЕ 13 с пpиxoдo l на ее второй и третий входы разрешающих (напряжение 1) сигналов с выходов триггеров 7 и 8 поступит на 35 У площадь перекрытия пластин 2, 3 вычитающий вход счетчика 14. Счетчик с сигнальной пластиной 5 определяет 14 начинает из хранимого кода вычи- частоту генератора 11. Выходной сигнал последнего через схему ЗИ-НЕ 13 , поступает на вычитающий вход счетчика 14, при поступлении-на второй и третий входы схемы ЗИ-НЕ 13 разрешаюсхему ЗИ-НЕ 12 только в том случае, когда на первые два входа поступают разрешающие (напряжения 1) сигналы с триггеров 7, 8 Счетчик 14 начинает суммировать частоту генератора 1I. С приходом запрещающих (напряжений О) сигналов с триггеров 7, 8 останавливается счетчик 14, при этом он хранит .код, пропорциональный емкости

пластиной 5, По сигналу 1 с прямот го выхода триггера 8 мультиплексор 21 подключает к генератору II токопроводящие пластины 2, 3 и теперь

уать частоту генератора 11. Появление, на втором и третьем входах запрещающих сигналов запрещает прохождение выходного сигнала генератора 11, и счетчик 14 останавливается. Причем код последнего пропорционален разности емкостей пластин 1, 2 и 3,

40

щих (напряжений I) сигналов с геров 7, 8 счетчик 14 начинает из хранимого кода вычитать ч астоту геие4 с сигнальной пластиной 5„ В это вре-45 ратора П, Появление на втором или

время по перепаду напряжений из О в в 1 (т.еа по переднему фронту импульса) на прямом выходе триггера 9 запускается одновибратор 25, по выходному сигналу которого код счетчика 14 фиксируется в регистре 16, Выходной сигнал одновибратора 25, пройдя также через схему 3 ИЛИ 26, запустит одновибратор 27, который установит в нулевое состояние счетчик 14, и начинается процесс измерения смещения объекта по координате X,

Смещение по координате X определяется по выражению

между пластинами 1, А и сигнальной У площадь перекрытия пластин 2, 3 с сигнальной пластиной 5 определяет частоту генератора 11. Выходной сигнал последнего через схему ЗИ-НЕ 13 поступает на вычитающий вход счетчика 14, при поступлении-на второй и третий входы схемы ЗИ-НЕ 13 разрешаюсхему ЗИ-НЕ 12 только в том случае, когда на первые два входа поступают разрешающие (напряжения 1) сигналы с триггеров 7, 8 Счетчик 14 начинает суммировать частоту генератора 1I. С приходом запрещающих (напряжений О) сигналов с триггеров 7, 8 останавливается счетчик 14, при этом он хранит .код, пропорциональный емкости

между пластинами 1, А и сигнальной У площадь перекрытия пластин 2, 3 с сигнальной пластиной 5 определяет частоту генератора 11. Выходной сигнал последнего через схему ЗИ-НЕ 13 поступает на вычитающий вход счетчика 14, при поступлении-на второй и третий входы схемы ЗИ-НЕ 13 разрешаю

пластиной 5, По сигналу 1 с прямот го выхода триггера 8 мультиплексор 21 подключает к генератору II токопроводящие пластины 2, 3 и теперь

щих (напряжений I) сигналов с геров 7, 8 счетчик 14 начинает из хранимого кода вычитать ч астоту геие0

третьем входах схемы ЗИ-НЕ 13 :чапре- щающих (напряжений О) сигналов останавливает счетчик 14, причем код последнего пропорционален разности емкостей пластин 1, 4 и 2, 3 с сигнальной. 5. Этот код по сигналу с одг новибратора 24, управляемого триггером 9, переписывается в регистр 15, Одновибратор 24 соединен с прямым 5 выходом триггера 9 и срабатьшает по перепаду напряжения из 1 в О i (т,е, по заднему фронту импульсов с прямого выхода триггера 9). Выходной сигнал одновибратора 24,пройдя

через схему 3 ИЛИ 26, запустит одно- вибратор 27, устанавливающий в начальное состояние счетчик 14, и начинается процесс измерения смещения объек- та по координате Y,

Формула изобретения

Устройство для измерения перемеще- НИИ, содержащее емкостньй датчик с чувствительным и сигнальным элементами и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, чувст- вительные элементы выполнены в виде , четьфех квадратных токопроводящих пластин, изолированных одна от другой и расположенных в одной плоскости в виде квадрата, сигнальный элемент - пятая токопроводящая пластина - расположена с зазором параллельно плоскости чувствительных элементов, а в устройство введены последовательно соединенные три счетных триггера, вход первого триггера соединен с выходом генератора импульсов, связанный с источником питания первый одно- вибратор, выход которого подключен к входам обнуления триггеров, пере- страиваемый генератор, две схемы ЗИ-НЕ, первые входы которых соединены с выходом перестраиваемого генератора, вторые входы - с выходом первого счетного триггера, а третьи входы - соответственно с прямым и инверсным выходами второго счетного триггера, реверсивньй счетчик, два регистра, входы которых подключены к выходам реверсивного счетчшса, суммирующий и вычитающий входы которого соединеСоставитель В.Мамонтов Редактор О Спесивых Техред м.Дидык Корректор О.Ципле

Заказ 3738/43

Тираж 683

ЗНИИПИ Гodyдap(;твehIюгo комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ны соответственно с выходами схем ЗК-НЕ, четыре управляемых ключа, через которые соединены соседние чувствительные элементы емкостного датчика, управляющие входы первого и третьего ключа подключены к инверсному выходу третьего счетного триггера, а управляющие входы второго и четвертого ключа - к прямому выходу третьего счетного триггера, три управляемых мультиплексора, первые входы первого и второго мультиплексоров соединены с четвертым и вторым чувствительным элементами емкостного датчика, расположенными по диагонали, вторые входы - с третьим чувствительным элементом, управляющие входы двух мультиплексоров соединены со- бтветственно с прямым и инверсным выходами второго счетного триггера, а их выходы подключены к входам третьего мультиплексора, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом третьего счетного триггера, а выход - с входом управления перестраиваемого генератора, второй и третий одновибраторы, входы которых подключены к прямому выходу третьего счетного триггера, схему ЗИЛИ, первый и второй входы которо й подключен соответственно к выходам второго и третьего одновибраторов и к соответствующим входам разрещения записи первого и второго регистров, третий вход схемы ЗШШ соединен с выходом первого одновибратора, и четвертый одновибратор, вход которого соединен с выходом схемы ЗИЛИ, а его выход - с входом обнуления реверсивного счетчика.

Подписное