Емкостно-электронное устройство для преобразования перемещения

Емкостно-электронное устройство для преобразования перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для преобразования перемещения с помощью двухэлектронных емкостных датчиков с изменяемой величиной зазора. Цель изобретения - повьшение точности измерения. Устройство содержит генератор 1 двухполярных импульсов , к выходу которого подключены два диода диодно-резнеторных цепей, причем один диод 2 подключен анодом, а другой диод 5 - катодом к выходу генератора . К точкам подключения диода и резистора 3 первой диодно-резисторной цепи подключен емкостной датчик 4, а второй - постоянньй конденсатор 7. Выходы резисторов 3 и 6 объединены и подключены к входу фильтра 8 низких частот, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 9, на другой вход которого подано опорное напряжение, а выход подключен к светоизлучателю I1 оптрона 10. Первый фоторезистор 12 последнего подключен к точкам соединения диодов и резисторов обеих диодно-резисторных цепей, а второй фоторезистор 13 соединен с параллельно подключенным дополнительным резистором 14, образуя выходную цепь устройства. 1 iffl. с ел

т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1392338

А1

< !1 4 С О! В ?/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / ., К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

;(21) 3971641/24-28 (22) 31.10.85 (46) 30.04.88. Бюл. Р 16 (75) М.М.Сиразетдинов (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1026081, кл. G 01 Р 27/26, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1138384, кл. G 01 В 7/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

9 1227939, кл. G Ol В 7/00,18.04.85. (54) ЕМКОСТНО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для преобразования перемещения с помощью двухэлектронных емкостных датчиков с изменяемой величиной зазора. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит генератор 1 двухполярных импульсов,к выходу которого подключены два диода диодно-резисторных цепей, причем один диод 2 подключен анодом, а другой диод 5 — катодом к выходу генератора. К точкам подключения диода и резистора 3 первой диодно-резисторной цепи подключен емкостной датчик

4, а второй — постоянный конденсатор

?. Выходы резисторов 3 и 6 объединены и подключены к входу фильтра 8 низких частот, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 9, на другой вход которого подано опорное напряжение, а выход подключен к светоизлучателю 1! оптрона !О. Первый фоторезистор 12 последнего подключен к точкам соединения c . диодов и резисторов обеих диодно-резисторных цепей, а второй фоторезистор 13 соединен с параллельно подключением Лополнительнь м резистором 14, образуя выходную цепь устройства.

1 ил.

1392338

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройтвам для преобразования перемещения помощью двухэлектродных емкостных

5 атчиков с изменяемой величиной зазора.

Цель изобретения — повьппение точности измерения, На чертеже изображена блок-схема емкостно-электронного устройства для

»»реобразования перемещения. !

Кмкостно-электронное устройство я преобразования перемещения содерт генератор 1 двухполярных импуль- 1 сов, первую диодно-резисторную цепь, состоящую из диода 2 и резистора 3,,к точке соединения которых подключен потенциальный электрод емкостного аатчика 4, вторую диодно-резисторную цепь, состоящую из диода 5 и резистора 6, к точке соединения которых под ключен конденсатор 7, фильтр 8 низких

;частот, вход которого соединен с ! точкой соединения резисторов 3 и 6, операционный усилитель 9, неинверти" рующий вход которого подключен к источнику опорного напряжения U©, инвертирующий вход подключен к выходу фильтра 8 низких. частот, фоторезисторный оптрон 10, светоизлучатель 11 которого подключен к выходу операционного усилителя 9, первый фоторезистор 12 включен между точками соединения диода 2 и резистора 3 первой диодно-реэисторной цепи и диода 5 и резистора 6 второй диодно-резисторной цепи, а второй фоторезистор 13 с параллельно подключенным дополнительным резистором 14 образует выходную

40 цепь устройства. Емко стно-электронное устройство для преобразования перемещения работает следующим образом.

На выходе генератора 1 двухполярных импульсов формируются двухполярные .прямоугольные импульсы напряжения равной амплитуды, при этом емкостный датчик 4 запитывается импульсами по.пожительной полярности, а конденсатор 7 — импульсами отрицательной по- 5О лярности. В точке соединения диода 2 и резистора 3 формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда емкостного датчика 4, а в я точке соединения диода 5 и резистора 6 — импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда конденсатора 7.

На выходе фильтра 8 низких частот формируется напряжение, пропорциональное среднему значению суммы импульсных напряжений на емкостном датчике 4 и конденсаторе 7. Если входное сопротивление фильтра 8 низких частот достаточно велико, что достигается выбором элементов фильтра и применением операционного усилителя с полевыми транзисторами во входном каскаде, а также выбирая соответствующим образом частоту генератора импульсов, можно с достаточной точностью записать:

2R R

U - — — -" — V f (С - С ) (1)

8 2R+ R„ где U — выходное напряжение фильтра

8 низких частот;

V — амплитуда импульсов напряжения на емкостном.датчике 4 и конденсаторе 7;

R - сопротивление резисторов 3 и 6;

R,z — сопротивление первого фоторезистора 12;

- частота генератора 1 двухполярных импульсов;

С» — емкость датчика 4;

С вЂ” .емкость конденсатора 7.

Для операционного усилителя 9 справедливо соотношение

U - U

Ug

О Э 17 Э (2)

9 где U — выходное напряжение опера9 ционного усилителя 9;

I(> — коэффициент усиления разностного напряжения операционного усилителя 9.

Разность напряжений на входах операционного усилителя 9 с коэффициентом усиления, достигающим десятков тысяч, имеет величину от долей до единиц милливольт, поэтому можно принять U о = U» тогда из выражения (1) следует, что

2R К»2 Uo

-" — — — — = — — — — х. (3)

2R + R» Vïf2S

При идентичной зависимости сопротивлений первого 12 и второго 13 фоторезисторов от тока через светоизлучатель 11, т.е. R, = KR, где К— коэффициент пропорциональности, и выборе KR 1 = 2R где R, - сопротивление дополнительного резистора 14, имеем:

R»»В М U 0, — -- — — — = — — — — — х. (4)

R 1з+ R>»1392338

Формула и з о б р е т е н и я

Составитель А.Григорьянц

Редактор А.Ревин Техред М.Дндык Корректор С. Черни

Заказ 1803/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Правая часть равенства (4) представляет собой выражение для.параллельного соединения второго фотореэистора

13 и дополнительного резистора 14, V.е. сопротивление выходной цепи устройства, которое пропорционально измеряемому перемещению.

Емкостно-электронное устройство для преобразования перемещения, содержащее генератор импульсов, первую диодно-реэисторную цепь, анод диода ко-1 торой подключен к выходу генератора импульсов, емкостный датчик, потенциальный электрод которого подключен к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-резисторной це- 0 пи, вторую диодно-резисторную цепь, катод диода которой подключен к выхо= ду генератора импульсов, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-реэисторной цепи, фильтр низких частот, с входом которого соединены свободные выводы резисторов диодно-резисторных цепей операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а инвертирующий вход — к выходу фильтра низких частот, фоторезисторный оптрон, светоиэлучатель которого подключен к выходу операционного усилителя, первый фоторезистор образует цепь обратной связи, второй фоторезистор с подключенным параллельно дополнительным резистором — выходную цепь устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью повышения точности измерения, первый фоторезистор включен между точкой соединения катода диода и резистора первой диодно-реэисторной цепи и точкой соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи,