Емкостно-электронный преобразователь перемещения в напряжение
Патент 1138384
Авторы
Классы МПК
Емкостно-электронный преобразователь перемещения в напряжение
Иллюстрации
Реферат
.ЕМКОСТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ , содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, .подключенньй к точке соединения анода диода и резистора второй диоднорезисторной цепи, и сумматор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования , генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора , а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, (Л выход положительной полярности которого соединен с входом первого с ключа, выход отрицательной полярности - с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот. со 00 со эо 4
COOS GO8KTCHHX
ОЗИЮМИН
РЕСПУБЛИК
QQ Gl) 4(51) С 01 В 7 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ВИД Мд.(21) 3647605/18-28 (22) 29.09.83 (46) 07.02.85. Бюл. У 5 (72) М.М.Сиразетдинов (53) 621.317.39:531. 717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 756315, кл. (j 01 R 27/26, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР
9 1026081, кл. g 01 R 27/26, 1983 (прототип). (54) (57) ЕМК0СТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа„ емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, .подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диоднореэисторной цепи, и сумматор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной полярности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательной полярности — с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот.
1138384
Изобретение относится к измерительной технике и модет быть использовано в измерителях перемещений.
Известно устройство для измерения перемещений, содержащее емкостный датчик, генератор импульсов, электронный ключ, две диодно-резисторные цепи и регистратор (11 .
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения,. 10 обусловленная нелинейностью характеристики преобразования.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является емкостно-электронный преобразователь перемещения в напряжение, содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющии Вход которого подключен.к выходу генератора импульсов, первую диодно-реэисторную цепь, 20 анод диода. которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-ре- 25 зисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-реэисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи и сумматор (2j .
Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой
35 точностью измерения, обусловленной влиянием дрейфа нуля сумматора, включенного в цепь обратной связи.
Цель изобретения — повышение точ-, ности преобразования.
Поставленная цель достигается тем, что в емкостно-электронном преобразователе перемещения в напряжение, содержащем генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диоднореэисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной H цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи, и сумматор, генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цени, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной полярности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательной полярности — с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот.
На чертеже приведена блок-схема
4 емкостно-электронного преобразователя перемещения в напряжение.
Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 ключи, подключенные входами к противофазным выходам генератора 1, первую диодно-реэисторную цепь в виде диода
4 и резистора 5, вторую диодно-реэисторную цепь в виде диода 6 и резистора 7, емкостный преобразователь 8, подключенный к точке соединения катода диода 4 и резистора 5, конденсатор 9, подключенный.к точке соединения анода диода 6 и резистора 7, фильтр 10 низких частот, к входу которого подключены резисторы диодно-реэисторных цепей и сумматор
11, первый вход которого подключен к выходч фильтра 10 низких частот, Емкостно-электронный преобразователь работает следующим образом.
На входы ключей 2 и 3 поступают разнополярные управляющие импульсы
I напряжения с выходов генератора I импульсов, и йа выходах ключей 2 и
3 формируются соответственно импульсы напряжения положительной и отрицательной полярности. Емкостный первичный преобразователь 8 запитывается положительными прямоугольными импульсами с выхода ключа 2. При этом в точке соединения диода 4 и .резистора 5 формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда емкостного первичного преобразователя 8, и с амплитудой, определяемой напряжением на шине питания ключа 2. В точке соединения диода 6
Еь
Хекk — +V
Ч 12
V(î= к — 1 Чая
65 х
20 где
ВИИИИИ Заказ 10628/17 Тиоап 462 ИоИппопое
Филиал ППП Патент,. г. Ужгород, уле Проектная,4
3 1138 и резистора 7 формируются отрицательные импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда конденсатора 9, и с амплитудой, определяемой напряжением на шине питания ключа 3.
При равенстве сопротивлений нагрузок и питающих напряжений инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой, идентичности параметров диодно-резисторных цепей и оптимальной емкости конденсатора 9, напряжение на выходе фильтра 10 низких частот пропорционально среднему значению суммы импульсных напряжений на емкостном первичном преобразователе 8 и конденсаторе 9 и равно
\(. — напряжение на выходе фильтра 10 низких частот;
К вЂ” коэффициент пропорциональности
5 — площадь электродов емкост384 4 ного первичного преобразователя;
E — диэлектрическая проницаемость;
Х вЂ” измеряемое перемещение; — частота импульсов генератора 1; — напряжение на выходах
<2 инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой.
При достаточно большом коэффициенте усиления сумматора 11 разность напряжений на его входах близка к нулю, поэтому можно принять
Ч,о = Чо, тогда перемещение х равно
Изобретение позволяет повысить точность измерения перемещений за счет исключения элементов, вносящих погрешность из цепи обратной связи, а также за счет использования общего фильтра низких частот для двух плеч моста;