Измерительный канал с емкостным датчиком Советский патент 1976 года по МПК G01D5/24 G01R27/26 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в информационо-измерительных системах с емкостными датчиками.

Известен измерительный канал с емкост ным датчиком, содержащий промежуточный преобразователь емкость-аналог, состоящий из двух реле, двух, диодов, конденсатора и дифференциальной схемы; коаксиальный кабель; групповой блок, состоящий из генератора прямоугольных импульсов, фильтра нижних частот и масштабного преобразователя; блок управления, состоящий из регистрирующего устройства, двух источников питания, потенциометра регулировки ч вствительности и пере ключателя.

Выход первичного емкостного датчика через контакты реле, дифференциальную схему и внутренний провод коаксиального кабеля соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов и входом фильтра нижних частот, выход которого соедхшен со входом масштабного преобразователя. Первый выход последнего соединен с первым входом переключателя и первым выходом

первого источника питания, второй выход со вторым входом переключателя, выход которого соединен с внешним проводником коаксиального кабеля и первым выходом второго источнгаса питания. Вторые выходы источников питания соединены с общей щи- ной.

Недостатком известного измерительного канала является низкая точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения устройства.

Для этого в предложенный измерительный канал дополнительно введен потенциометр регулгфовки нуля, причем его первый вход соединен с выходом первого источника питания, второй вход - с выходом второго источника питания, а выход - с первыми входами регистрирующего устройства и потенциометра регул фовки ч вствительности. Второй вход потенциометра подключен к третьему выходу масштабного преобразователя, а выход - ко второму входу регистрирующего устройства. Входы обмоток реле через встречно включенные диоды. соединены с внешним проводником коаксиального кабеля, а их выходы - с общей шиной. На чертеже представлена схема предложенного измерительного канала, Емкостный первичный датчик 1 подключен к промежуточному преобразователю ем кость-аналог 2, который соединен коаксиал ным кабелем с групповым блоком 3, в сво очередь, соединенным с блэком управления 4 кабелем телефонного типа. В блоке управления 4 смонтированы потенциометр (резистор) 5 регулировки чувствительности (коэффициент преобразования канала) и потенциометр (резистор) 6 устан ки нуля, общие источники дистанционного питания 7 и 8, индикаторное и регистрирую щее устройство 9, переключатель 10 управ ления калибровкой всего канала. В промежуточный преобразователь 2 вх дят реле 11 и 12 5 авления калибровкой, обмотки которых соединены через диоды 13 и 14 с внешним проводником коаксиаль ного кабеля, калибровочный (эталонный) конденсатор 15, дифференциальная схема 16 и устройство уплотнения из конденсато ра 17 и резисторов 18 и 19, Коэффициент преобразования можно увеличить, заменив резистор 19 фильтром-про кой. Возможно повышение термостабильности преобразователя выполнением резистор 20 с термокомпенсацией в одном из плеч. Групповой блок 3 содержит общий на группу каналов генератор 21 прямоугольных импульсов и для каждого канала - кон денсатор 22, фильтр нижних частот 23, масштабный преобразователь 24 с операционным усилителем на интегральной микросхеме. Измерительный канал работает следующим образом. Генератор 21 через конденсатор 22, конденсатор 17 и резистор 18 питает дифферен циальную схему 16 прямоугольными симметричными импульсами постоянной частоты и амплитуды. Выходной сигнал от дифференциальной схемы 16 через резистор 19 по тому же кабелю возвращается в гру повой блок 3, где, пройдя фильтр 23, усиливается масщтабным преобразователем 24 Выходной сигнал преобразователя 24 поступает по кабелю в блок управления 4, где проходит резисторы 5 и 6. Выходной сигнал с измерительного канала через регулируемый резистор 5, который может быть выполнен как щунт, потенциометр или удлинитель с постоянным выходным сопротивлением, поступает на регистрирующее устройство 9. Регулировкой потенциометра 5 изменя- ется крутизна передаточной характеристики канала, т. е. коэффициент преобразования или чувствительность Потенциомет1эом 6 достигается смещение передаточной характеристики канала без изменения ее крутизны, т. е. может быть установлен заданный начальный положительный, или от рицательный, или нулевой сигнал на устройство 9. При этом обеспечивается взаимонезависимость. В исходном состоянии переключатель 10 находится в среднем положении, реле 11, 12 отпущены, схема 16 сбалансирована, установка нуля производится потенциометром 6. В верхнем положении переключателя 10 (калибровка) срабатывает реле 12, подключая к схеме 16 конденсатор 15; потениометром 5 производится установка показания устройства 9 на конец шкалы или калибровочную метку. В нижнем положении переключателя 10 (работа) срабатывает реле 11, подклк чая к схеме 16 первичный преобразователь 1. Формула изобретения Измерительный канал с емкостным датчиком, содержащий промежуточный преобразователь емкость-аналог, состоящий из двух реле, двух диодов, конденсатора и дифференциальной схемы, коаксиальный кабель, групповой блок, состоящий из генератора прямоугольных импульсов, фильтра нижних частот и масщтабного преобразователя, и блок управления, состоящий из ре истрирующего устройства, . источников питания, потенциометра регулировки чувствительности и переключателя; причем выход первичного емкостного датчика через контакты реле, дифференциальную схему и внутренний провод коаксиального кабеля соединен с выходом генератора прямо5тольных импульсов и входом фильтра нижних частот, ыход которого соединен со входом масштабноо преобразователя,первый выход которого соединен с первым входом переключателя и nfepBbiM выходом первого источника, и второй выход - со вторым входом переклюателя, выход которого соединеРл с внешним проводником коаксиального кабеля и первым выходом второго источника питания, вторые выходы источников питания соединены с общей шиной, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него допо,п нительно введен потенциометр регулировки нуля, причем его первый вход соединен с выходом пер