Емкостный трансформаторный мост для измерения перемещений Советский патент 1979 года по МПК G01B7/00 

(54) ЕМКОСТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ричиой обмоткой дополнительного трансформатора. На чертеже приведена принципиальная схема моста. Он содержит трансформатор 1 напряжения с вторичной обмоткой 2. дифференциальный емкостной преобразователь 3 с потенциальным электродом 4 и токовым электродом 5, разделенным на секции 6 и 7, компаратор 8 токов с двумя дифференциальными обмотками 9 и 10 дополнительной обмоткой 11 и указательной обмоткой 12, детектор 13 равновесия, преобразователь 14 ток-напряжение, образцовую меру 15 и дополнительный трансформатор 16 напряжения с регулируемой вторичной обмоткой 17. Устройство работает следзтрщим образцом. Напряжение с вторичной обмотки 2 трансформатора. 1 напряжения подается на потенцильный электрод 4 и. вызывает .появление токов, протекающих через секции 6 и 7 токового электрода 5. Указанные токи линейно связаны с измеряемь1М перемещениел. Они про екают по дифференциальным обмоткам 9 и 10 компаратора 8 токов, подключенным к секциям 6 и 7 токового электрода 5. Это приводит к появлению магнитного потока в сердечшк г компаратора токов, а спедовательно, к появлению сиг нала неравновесия в указательной обмотке 12, подключенной к детектору 13 равновесия. Суммарный, ток дифференциальных обмоток 9 и 10 подается на вход преобразователя 14 ток-напря жение. .Выходное напряжение преобразователя 14, пропорциональное суммарному току дифференциальных обмоток 9 и 10, поступает на трансформатор 16 напряжения с регулируемой обмоткой 17, а затем - на образцовзтомеру 15 и создает компенсирующий ток в дополнительной обмотке компаратора токов. Мост урав новешивается регулировкойлщсла витков обмойси 17, Измеряемое перемещение пропорционально числу витков регулируемой обмотки 17. Вместе с тем результат измерения, как и в .устройстве- прототипе; не зависит от коэффициента пропор цйональности, являющегося функцией Щирины зазора и диэлектрической проницаемости вещес ва в зазоре преобразователя. Последнее.обстоятельство позволяет обеспечить высокуюточность измере шя с помощью описьшаемого устройства. Коммутационные помехи, возникающие в предлагаемом устройстве, незначительньь Действительно j токи управления коймутатором про ходят по обмотке 17 трансформатора 16 напря жения, который ..подключен к преобразователю ток -напряжение с малым выходным сопротив 14лением. Если трансформатор 16 напряжения и преобразователь 14 ток-напряжение обладает нулевыми выходными сопротивлениями, то в соответствии с законом Ома коммутационный ток, проходя по указанным сопротивлениям, вызывает нулевые приращения напряжения. Это означает, что в таком идеальном случае коммутационные помехи в предлагаемом устройстве вообще отсутствуют. Реально выходные сопротивления трансформатора 16 напряжения и преобразователя 14 ток-напряжение составляют. I-2 ом. Учитывая,,что рабочее напряжение на выходе преобразователя И составляет, как правило, 5-10В, относительный зфовень коммутационной помехи оценивается величиной порядка 1-2 X 10. Коммутационные помехи такого уровня практически соверщенно не влияют на работу устройства. Это прзволяе т повысить его быстродействие до предельно возможной величийы. . --- - --;-- ;--. Формула изобретения Емкостный трансформаторный мост для измерення перемещений, содержащий трансформатор напряжения, компаратор токов с диффе ренциальными обмотками, имеющими общую точку, и;указательной обмоткой,-дифференциальный емкостной преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к вторичной обмотке трансформатора напряжения, и секционированным токовым электродом, подключенным к дифференциальным обмоткам компаратора токрв, а также детекторравновесия, вход которого подключен к указательной o6MOTj e .компаратора токов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, компаратор токов снабжен дополнительной обмоткой, а устройство снабжено преобразователем ток-напряжение, вход которого подключен к общей точке дифференциальньк обмоток компаратора токов, дополнительным трансформатором напряжения с регулируемой вторичной обмоткой, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователи ток-напряжение-, образцовой мерой, включенной дополнителькой обмоткой компаратора токов и регулируемой вторичной обмоткой дополнительного трансформатора.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2134280/28, кл; G 01 В 7/00, 1975.. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №. 2178294/Г -28, кл. G 01 В 7/00, 1975 (прототип) . L iJ