Емкостный измеритель механических величин Советский патент 1991 года по МПК G01L21/10 

е&

Й «-4

Од

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение функциональных возможностей и области применения емкостного измерителя механических величии за счет обеспечения возможности преобразования изменений емкости датчиков 3 и 8 в напряжение при заземлении одного из электродов их путем снабжения схемы ВЧ-трансформатором 2, первичная обмотка которого подключена к выходу генератора 1 ВЧ-напряжения, а вторичная первая одним концом - к незаземленному электроду емкостного датчика 3, а другим - к переходу эмиттер- база транзистора 5, вторичная вторая одним концом - к незаземленному электроду емкостного датчика 8, а другим - к переходу эмиттер - база транзистора 10. При этом параметры ВЧ-трансформатора 2 выбраны нз условия, обеспечивающего существенно меньшее сопротивление его вторичной обмотки на частоте ВЧ-генератора 1 по сравнению с сопротивлением емкостного датчика, 1 ил.

1

Пи

-t/K

Изобретение относится к величине измерительной технике и может быть использовано для измерения неэлектрических величин с помощью емкостных датчиков.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности преобразования изменения емкости в электрическо напряжение при заземлении одного из электродов измерительного емкостного преобразователя

На чертеже представлен емкостный измеритель механических величин с дифференциально-емкостным датчиком.

Схема измерителя включает генератор 1 высокочастотного напряжения (ВЧ напряжения), БЧ-трансформатор 2, емкостный датчик 3, диод 4, транзистор 55 сопротивление нагрузки 6 и емкость фильтра 7, емкостный датчик 8, диод 9, транзистор 10, сопротивление нагрузки 11, емкость фильтра 12, дифференциальный усилитель 13. ,

Устройство работает следующим образом.

При положительном полуперчоде ВЧ-напряжения на вторичной обмотке ВЧ-трансформатора 2 емкость емкостного датчика 3 заряжается через переход эмиттер - база транзистора 5, а при отрицательном полупериоде - разряжается через диод 4. Если пренебречь сопротивлением вторичной обмотки ВЧ-трансформатора 2 и прямым сопротивлением перехода эмиттер - база трансформатора 5 по сравнению с сопротивлением емкостного датчика 3, то максимальный ток заряда емкости датчика 3 будет определяться выра жением

Xm V Zftf-Cj,

где Um - амплитуда переменного напряжения на вторичной обмотке ВЧ-трансформатора 2j f - частота ВЧ-генератора I Сд - емкость емкостного датчи« ка 3.

Напряжение на сопротивлении нагрузки б с учетом сглаживания пульсаций емкостью фильтра 7 равно

U6b.M Um 2fc VR| где Ся - емкость емкостного датчика 3;

Rц - сопротивление нагрузки 6; f - частота ВЧ-генератора 1.

Изменения емкостей емкостных датчиков 3 и 8 преобразуются в напряжение с помощью вторичных обмоток ВЧ- трансформатора 2, диодов 4 и 9,

транзисторов 5 и 10 и сопротивлений нагрузок 6 и 11. Разность напряжений, образующихся на сопротивлениях на- гр/зок 6 и 11, усиливается диФферен- циальным усилителем 13, в результате напряжение на его выходе равно

UebiX2.Um- 2fif &C - RK K , где &С Сда;

К - коэффициент усиления ускори- теля 13;

С,, - емкость емкостного датчи ка 3j

Слл- емкость емкостного датчи- ка 8.

Формула изобретения

0

Емкостный измеритель механических величин, содержащий высокочастотный

генератор, первый емкостный измерительный преобразователь, первый транзистор, параллельно переходу эмиттер - база которого включен первый диод, отличающийся

тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения эксплуатационных возможностей за счет обеспечения возможности преобразования изменения емкости в электрическое напряжение

при заземлении одного из электродов измерительного емкостного преобразователя, в него введены второй измерительный емкостный преобразователь, высокочастотный трансформатор с входной и двумя выходными обмотками, второй транзистор, параллельно переходу эмиттер - база которого включен второй диод, первый и второй фильтры и дифференциальный усилитель, при этом

входная обмотка высокочастотного трансформатора подключена к высокочастотному генератору, первый вывод первой выходной обмоткн подключен к эмиттеру первого транзистора, а вто- .

рой вывод - к первому выводу первого измерительного емкостного преобразователя, второй вывод которого заземлен, прячем первый вывод второй выходной обмотки трансформатора подключен

к эмиттеру второго транзистора, а второй ее вывод - к первому выводу второго измерительного емкостного kпреобразователя, второй вывод которого заземлен, причем базы первого и

ь16473106

второго транзисторов заземлены, а их дам дифференциального усилителя, коллекторы подключены соответственно выход которого является выходом изме- череэ первый и второй фильтры к вхо- рителя.