Емкостной измеритель перемещений

Емкостной измеритель перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

-СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З Ю G 01 В 7/.00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 2932491/18-28 (22). 19.04 ° 80 (46) 23. 08 ° 83. Бюл. Р 31 (72) Ф.Б.Гриневич, М.Н.Сурду, З.A. Зацеркивный, А. И.Ванюрихин, И.П.Забудский и A.C.Ëåâèöêèé (71) Институт электродинамики АН украинской ССР (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56). 1. Ацюковский В.A. Емкостные преобразователи перемещений. М.-Л., "Энергия", 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92339174/28,кл. 0-01 В 7/00, 1976 (прототип). (,54) (57) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ, содержащий генератор, один вывод которого соединен с общей точкой прибора, коммутатор, емкостный дифференциальный преобразователь перемещения с потенциальным электродом, подключенным к генератору, экранирующим электродом, подключенным к общей точке прибора, и секционированным токовым, электродом, секции которого подключены к входам коммутатора, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, компаратор токов с двумя имеющими общую точку дифференциальными обмотками, подключенными к первым

„.SU„„1037051 А двум выходам коммутатора, третий выход которого подключен к общей точке прибора, обмоткой смещения, один вывод которой соединен с общей точкой дифференциальных обмоток, регулируемой обмоткой, включенной между вторым выводом обмотки смещения и общей точкой прибора, и указательной об.моткой, идетектор равновесия, входом

Ф подключенный к указательной обмотке, выход которого связан с управляющим входом регулируемой обмотки, отличающИйся тем, что, с целью повышения точности измерения экранирующий электрод выполнен с двумя рядами равномерно расположен-. ных электрически прозрачных окон, Pg а секции токового. электрода располо.жены в два ряда и в каждом ряду соединены через одну, образуя rio две группы секций в каждом ряду, окна и межоконные промежутки экранирующего электрода и секции токового .электрода выполнены одинаковыми по ширине, ряды окон экранирующего электрода или ряды секций токового электрода выполнены со смещением в половину ширины секции один относительно другого, а коммутатор выполнен в виде четырех трехпозиционных переключателей.

1037051

Изобретение относится к измери- ,тельной технике и может быть использовано в машиностроении для измерения перемещений.

Известен емкостный измеритель перемещений, содержащий генератор, .емкостный дифференциальный преобразователь и блок обработки "измери- тельного сигнала j1 j, Недостатком известного измерителя является невысокая точность измерения °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является емкостный измеритель перемещений, содержащий генератор, один вывод которого соединен с общей точкой прибора, коммутатор, емкостной дифференциальный преобразователь пере-. мещения с потенциальным электродом, ° подключенным к генератору, экрани-. рующим электродом, подключенным к общей точке прибора, и .секционированным токовым электродом, секции которого подключены к входам коммутатора, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, компаратор токов с двумя имеющими общую точку дифференциальными обмотками, подключенными к первым двум выходам .коммута" тора, третий выход которого подключен к общей точке прибора, и обмоткой смещения, один вывод которой соединен с общей точкой дифферен-. циальных обмоток, регулируемой обмоткой, включенной между вторым выводом обмотки смещения и общей. точкой прибора, и указательной обмоткой, и детектор равновесия,, входом подключенный к указательной обмотке, выход которого связан с управляющим входом регулируемой об,мотки (2).

Однако для этого измерителя характерца недостаточно высокая точ" ность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что экранирующий электрод выполнен с двумя рядами равномерно расположенных электрически прозрачных окон, а секции токового,электрода расположены в два ряда и в каждом ряду соединены через одну, образуя по две группы секций в каждом ряду, окна и межоконные промежутки зкранирующег<> электрода и секции токового электрода выполнены одинаковыми по ширине, ряды окон экра нирующего электрода или ряды секций токового электрода выполнены со .смещением в половину ширины секции один относительно другого, а коммутатор. выполнен в виде четырех трех позиционных переключателей.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1

"и емкостный дифференциальный преобразователь с потенциальным 2, экранирующим 3 и секционированным токовым 4,электродами, коммутатор 5, входы которого подключены к секциям токового электрода 4, блок б управ ления, выход которого подключен к

f0 управляющему входу коммутатора 5, компаратор 7 токов с дифференциальными обмотками 8 и 9, обмоткой 10 смещения, регулируемой 11 и указательной 12 обмотками, детектор 13, равновесия, подключейный к указательнои обмотке 12. Токовый электрод 4 разделен на секции 4.1 и 4 ° 2, 4.3 и 4.4, расположенные в.два ряда, причем секции 4.1 и 4.2 первого ряда смещены относительно секций 4.3 и 4.4 второго, ряда на половину ширины секции. Секции токового электрода, в ка><дом ряду соединяются через .одну..Для этого группы секций данного .ряда соединяют по разные его стороны, что позволяет все соединения выполнить однослойным печатным монтажом. Соединительные элементы находятся под электрически непрозрачными участками экранирующего элеютрода и поэтому на результат измерения не влияют.

Устройство работает следующим образом.

Пусть окно экранирующего электро», да 3 расположено так, что секции

4.1 и 4.2, подключенные в данный мо> <ент к дифференциальным обмоткам

8 и 9 компаратора 7 токов, открыты

На экранирующем электроде 3 расположены два ряда электрически проЗ5 зрачных окон, которые геометрически расположены над соответствующими рядами секций токового электрода 4. При этом промежуток между рядами секции токового электрода 4

40 находится под электрически непрозрачным межрядным промежутком экранирующего электрода 3.

Группы секций токового электрода

4 с помощью коммутатора 5, управляемого блоком б управления, подключаются к дифференциальным обмоткам 8 и

9 компаратора 7 токов или к общей точке прибора. Другие концы дифферен-. циальных обмоток 8 и 9 компаратора

7 токов подключены через последовательно соединенные:обмотку 10 смещения и регулируемую обмотку 11 к общей точке прибора. На компаратор

7 токов нанесена так><е указательная

i,îáMoò><à 12, которая подключена к де" тектору 13 равновесия, управляющему числам витков регулируемой обмотки

11 компаратора 7 токов., 1037051

3 на 3/4 и. 1/4 соответственно. Секции

4.3 и 4.4 токового электрода 4 при этом подключены к Общей точке прибора. Токи секций 4.1 и. 4.2, отличающиеся в три раза, протекают по дифференциальным обмоткам 8 и 9, обмот-. .- ке 10 смещения и регулируемой обмотке 11 комнаратора 7 токов. Числа витков дифференциальных обмоток 8 и 9 и обмотки 10 смещения подобраны таким образом, чтобы при укаэанном 10 начальном положении. магнитный поток в компараторе 7 токов был равен нулю при нулевом числе витков регулируеМой обмотки . 14..

При смещении зкранирующего злект- 35 рода 3 в компараторе 7 токов возникает магнитный поток, а в указатель.ной обмотке 12 наводится ток неравновесия. Детектор 13 равновесия уравновешивает прибор, для чего изменяет число витков регулируемой обмотки 11 таким образом, что при

:,этом компенсируется магнитный поток в компараторе 7 токов, вызванный смрщением токового электрода 4 Рав-. 25 новесное число витков регулируемой .обмотки 11 пропорционально измеряе- мОму перемещению.

При достижении положения, когда секциИ токового электрода 4.1 и 4.2 открыт& на 1/4 и 3/4 соответственно, с помощью(коммутатора 5, управ-. ляемого блоком б управления, к дифференциальным обмоткам 8 и 9 компаратора 7 токов подключаются секции 35

4.3 и 4.4, которые теперь находятся в таком положении, что прибор уравновешен при нулевом числе витков регулируемой обмотки 11. В дальнейшем на интервале измеряемых пере- 40 мещений, равном половине ширины секции, измеоение производится на паре секций 4.3 и 4.4. Когда экранирующий электрод 3 сместится,так, что секции 4.3 и 4.4 окажутся открытыми на 1/4 и 3/4 соответственно, коммутатор 5 вновь переключают, и далее измерение ведется вновь на секциях4.2 и 4.1. Однако при этом укаэанные секции подключены к,цифференциальным обмоткам 8 и 9 компаратора 7 токов в противофазе по отношению к их первоначальному включению, В четвертом-положении коммутатора 5 измерение ведется вновь на секциях

4.4 и 4.3, которые теперь подключены к дифференциальным обмоткам 8 и 9 также противофазно по отношению к их первоначальному включению. . Измеряемое перемещение однозначно определяется состоянием коммутатора 5 и равновесным числом витков регулируемой обмотки 11 компаратора 7 токов.

Таким образом, весь Диапазон измерения устройства, равный ширине двух секций токового электрода 4, разбит на четыре подцнапазона, внутри которых производится измерение перемещения в интервале половины ширины секций, токового электрода 4.

При .этом край окна в процессе измерения не доходит до края секции токового электрода 4 ближе, чем на

1/4 ее ширины, что обеспечивает исключение влияния краевого эффекта на результат измерения.

Работающие секции токового электрода занимают всю окружность или длину преобразователя перемещений, прн этом достигается максимальная при данном коэффициенте электричес- кой редукции угла или линейного перемещения степень усреднения погрешностей изготовления секций, что поз воляет повысить точность измерения.

ВНИИПИ Заказ 5988/40

Тираж 602 Подписное,Филиал ППП "Патент",,г.Ужгород,ул.Проектная,4