Емкостный преобразователь перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B7/06 G01B7/00 

преобразователя.

Преобразователь содержит датчик 1 с измерительными электродами 2 и 3 и дополнительным электродом 4, диод 5, генератор 6 переменного тока, конденсаторы 7 и 8, блок 9 выпрямления, конденсаторы 10-12, шилу 13 нулевого потенциала, двухобмоточный дроссель 14, блок 15 сравнения, резисторы 16 и 17, источник 18 опорного напряжения, диод 19.

Генератор 6 содержит три пары выводов, каждая из которых является выходом генератора 6, гальванически не связанным с другими выходами, и вход управления амплитудой, к которому подключен выход.блока 15 сравнения .

Преобразователь работает следующим образом.

Высокочастотный ток генератора 6, проходя через измерительный электрод 2 датчика 1, выпрямляется диодами 5 и 19. Переменная составляющая тока заработу преобразователя не влияют. Синфазные высокочастотные токи, проходя через идентичные обмотки дрос селя 14, включенные согласно, взаим15 но компенсируются. Противофазные выпрямленные токи проходят через обмотки дросселя 14 и поступают на вход блока 15 сравнения.

Использование предлагаемого ем20 костного преобразователя позволяет более чем на порядок уменьшить погрешность измерений за счет исключе1- ния монтажных емкостей и краевых эффектов в емкости датчике 1, влия25 ющих на линейность преобразования, увеличения помехоустойчивости преобразователя, а также обеспечит возможность измерения перемещения объектов, подключенных к шине нулевого

30 потенциала.

Формула изобретения

Емкостный преобразователь переме- мыкается на шину 13 конденсаторами 10 щекий, содержащий датчик, генератор и И. Постоянные (выпрямленные) сое- переменного тока, первый и второй

работу преобразователя не влияют. Синфазные высокочастотные токи, проходя через идентичные обмотки дросселя 14, включенные согласно, взаимно компенсируются. Противофазные выпрямленные токи проходят через обмотки дросселя 14 и поступают на вход блока 15 сравнения.

Использование предлагаемого емкостного преобразователя позволяет более чем на порядок уменьшить погрешность измерений за счет исключе1- ния монтажных емкостей и краевых эффектов в емкости датчике 1, влияющих на линейность преобразования, увеличения помехоустойчивости преобразователя, а также обеспечит возможность измерения перемещения объектов, подключенных к шине нулевого

потенциала.

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения линейных перемещений. С целью повышения точности за счет увеличения линейности и помехоустойчивости преобразования в него введены конденсаторы 10, 11, 12, шина 13 нулевого потенциала, двухобмоточный дроссель 14, диоды 5, 19. Генератор 6 выполнен с тремя гальванически изолированными выходами, а датчик 1 имеет дополнительный электрод 4, экранирующий измерительный электрод 2. Блок 15 сравнения, управляя генератором 6, поддерживает уровень тока через измерительный электрод 2 на заданном уровне. Ток, протекающий через сравнивающие емкости 7, 8 и блок 9 выпрямления, линейно связан с перемещением. В преобразователе устранено влияние побочных емкостей и краевых эффектов датчика 1 на линейность прекобразования воздействия помех на измерительный электрод 2. 1 ил.

тавляющие тока противоположной полярности поступают через дроссель 14 на дифференциальный вход блока 15 сравнения и сравниваются по величине с токами, протекающими через резисторы 16 и 17, подключенные к источнику 18 опорного напряжения. Блок 15 сравнения, управляя амплитудой или частотой

или одновременно амплитудой и часто- к управляющему входу генератора пере- той выходного напряжения генератора 6, поддерживает величину выпрямленных токов на заданном уровне, при этом величина тока, протекающего через сравнивающие емкости 7 и 8 и блок 9 выпрямления, линейно изменяется в зависимости от измеряемого перемещения.

Если измерительная и сравнивающие емкости 7 и 8 находятся в одинаковых условиях, то влияние диэлектрической проницаемости среды на результат преобразования исключается„ Дополнительный электрод 4 является эквипотенци55

менного тока, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены шина нулевого потенциала, третий, четвертый и пятый конденсаторы, двухобмоточный дроссель и два диода, генератор переменного тока выполнен с тремя парами выводов, каждая из которых является выходом генератора, гальванически изолированным от двух других выходов, а датчик выполнен в виде перрого измерительного электрода, имечтпего во-э о ность перемещения относитч тъно второго измерительного эпектрод.а в направлении,

конденсаторы, блок выпрямления, блок сравнения, два резистора и источник опорного напряжения, отрицательный и положительный выводы которого через соответственно первый и второй резисторы подключены соответственно к инвертирующему и прямому входам блока сравнения, выход которого подключен

к управляющему входу генератора пере-

5

менного тока, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены шина нулевого потенциала, третий, четвертый и пятый конденсаторы, двухобмоточный дроссель и два диода, генератор переменного тока выполнен с тремя парами выводов, каждая из которых является выходом генератора, гальванически изолированным от двух других выходов, а датчик выполнен в виде перрого измерительного электрода, имечтпего во-э о ность перемещения относитч тъно второго измерительного эпектрод.а в направлении,

перпендикулярном плоскостям обоих электродов и дополнительного электрода, выполненного с возможностью экранирования первого измерительного электрода со стороны, противоположной второму измерительному электроду, который подключен к шине нулевого . потенциала, которая через третий, четвертьй и пятый конденсаторы под- ключена к первым выводам соответственно первого, второго и третьего выходов генератора, переменного тока, вторые выводы которых подключены соответственно к дополнительному электро- ду датчика, катоду первого диода и

аноду второго диода, другие электроды которых подключены к первому измерительному электроду датчика, вторые выводы второго и третьего выходов генератора переменного тока через соответственно первый и второй конденсаторы подключены к входу блока выпрямления, выход которого является выходом преобразователя, первые выводы второго и третьего выходов генератора переменного тока через соответственно первую и вторую обмотки двухобмоточного дросселя подключены соответственно к.инвертирующему и прямому входам блока сравнения.