Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерению перемещений при помснци дифференциальных емкостных датчиков.

По основному авт.св. f 861925 известен емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения коммутатор, компаратЬр токов с регулируемой и двумя дифференциальными ,Q обмотками, блок уравновешив.ания, дифференциальный емкостной преобразователь перемещениях переменной активной площадью, с потенциальным электродом, подключенным к вторичной об- 5 мотке трансформатора напряжений, токовым электродом, разделенным на механически жестко скрепленные между собой секции, и подвижным экранирующим электродом с окнами, располо- 20 женным между токовым и потенциальным электродами, количество секций токового электрода выбрано равным или больше пяти, подвижный экранирующий электрод выполнен с количеством окон, равным или больше двух, компаратор токов выполнен с обмоткой смещения, включенной последовательно с регулируемой обмоткой, а коммутатор включен между токовым электродом и компаратором токов tOНедостатками известного устройства являются относительно низкая точность измерения, ограниченная точностью изготовления секций токового электрода, а также узкий диапазон измерения.

Цель изобретения - расширение диапазона и увеличение точности измерений.

. 1.

Поставленная цель достигается тем, что секции токового .электрода объединены в п циклических групп, расположенных на интервале измеряемого перемещения с постоянным шагом р так, что i-я секция соединена с секцией (), а шаг цикла определяется из соотношения ДРо ширина окна подвижного электрода; дБ - ширина межоконного пром жутка; максимальное перемещение измеряемое без переключе ния секций токового элек трода; 1 2,3,. .,я ; 1 2 ,3,. .., п. На чертеже представлена принципи альная схема емкостного трансформаторного моста для измерения перемещений. Мост содержит трансформатор 1 на пряжения, дифференциальный емкостной преобразователь перемещения с переменной активной площадью, образованный потенциаль.ным электродом 2 подвижным экранирукнчим электродом 3 с окнами k и токовым электродом 5 с секциями 6-10, коммутатор 11, компаратор 12 токов с двумя дифференциально включенными обмотками 13 и 14, обмоткой 15 смещения, регулируе мой обмоткой 16 и указательной обмоткой 17. а также блок 18 уравновешивания, управляющий числом витко регулируемой обмотки 16. Весь диапазон измерения разбит на п равных интервалов, а на каждом интервале расположены секции токово го электрода (5 секций), обеспечива ющие однозначное измерение перемещения в пределах интерв-ала. Секции токового электрода, расположенные на равных интервалах, объе динены в циклические группы с шагом р , равным дСр+де где дБо - ширина окна подвижного электрода; ширина межоконного промёжут ка; й( максимальное перемещение, измеряемое без переключен токового электрода. Указанный алгоритм соответствует .объединению на чертеже секций б.-74-б:з; 7.1-7.3; 8.1-8.3; 9.1-9.3 и 10.1-10.3. Устройство работает следующим образом. Две смежные секции токового элек..РОДЗ 5 емкостного преобразователя при помощи коммутатора 11 подключаются к дифференциальным обмоткам 13 и lit компаратора 12 токов. Токи, протекающие по секциям токового электрода 5, определяются активной (неэкранированной) площадью секций и, следовательно, положением экранирующего электрода 3. Магнитный поток, создаваемый этими токами в компара.торе 12 токов, уравновешивается изменением числа витков регулируемой обмотки 16, которое изменяется при помощи блока 18 уравновешивания. Предлагаемое построение прибора позволяет уменьшить влияние случайных погрешностей изготовления секций на результат измерения за счет того, что осуществляется усреднение активной площади секций преобразователя на всем диапазоне измеряемого перемещения. Кроме того, такое построение прибора позволяет обеспечить измерение перемещения в широком диапазоне. При этом результат измерения является п-значным. Формула изобретения Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений по авт. ев; СССР W 861925, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и увеличения точности измерения, секции токового электрода объединены в п циклических групп, расположенных на интервале измеряемого перемещения с постоянным шагом р так, что i-я секция соединена с секцией (i-«-kp), а шаг цикла определяется из соотношенияЛ2г,+л1 где - ширина окна подвижного i электрода; ширина межоконного промежутка;

максимальное перемещение, измеряемое без переключения секций токового электрода;

1,2,3,,..,р; 1,2,3,...,п.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N° 861925, кл, G 01 В 7/00,. 1976 (прототип).