Преобразователь перемещений

Преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического регулирования линейных перемещений. С целью повышения точности за счет обеспечения нечувствительности к неинформативным составляющим перемещения и влиянию краевых эффектов в преобразователе использован генератор 1 квадратурных сигналов равной амплитуды, запитывающий дифференциальный емкостный датчик 3, выходной сигнал которого через преобразователь 5 ток-напряжение и полосовой усилитель 7 поступает на первый вход фазочувствительного детектора 8, выход которого подключен к входу нелинейного функционального преобразователя 9. Краевые эффекты подавляются в результате выполнения подвижной пластины датчика 3 с охранным кольцом, подключенным к шине нулевого потенциала. Нечувствительность к перемещению подвижной пластины датчика 3 в направлении, перпендикулярном его плоскости, обеспечивается конструкцией датчика 3. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7 00

3, ":,..ВЗМ3 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4443387/24-28 (22) 03.05.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) В. А. Новиков, Л. M. Осипов и В. Ф. Путьков (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) Ацюковский В. А. Емкостные дифференциальные датчики перемещения.

М.— Л.: Госэнергоиздат, 1960, рис. 4б.

Оптические и инфракрасные телескопы

90-х годов: Перев, с. анг. / Под ред А. Хьютин

М.: Мир, 1983, с. 39 — 44. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных . системах автоматического

ÄÄSU ÄÄ 1594348 А 1

2 регулирования линейных перемещений. С целью повышения точности за счет обеспечения нечувствительности к информативным составляющим перемещения и влиянию краевых эффектов в преобразователе использован генератор 1 квадратурных сигналов равной амплитуды, запитывающий дифференциальный емкостный датчик 3, выходной сигнал которого через преобразователь 5 ток — напряжение и полосовой усилитель ? поступает на первый вход фазочувствительного преобразователя 9

Краевые эффекты подавляются в результате выполнения подвижной пластины датчика 3 с охранным кольцом, подключенным к шине нулевого потенциала. Нечувствительность к перемещению подвижной пластины датчика 3 в направлении, перпендикулярном его плоскости, обеспечивается конструкцией датчика 3. 2 ил.

1594348

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического регулирования линейных перемещений.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения нечувствитель-. ности к информативным составляющим перемещениям и влиянию краевых эффектов.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — конструкция е)мкостного датчика.

Преобразователь содержит квадратурный генератор 1, шину 2 нулевого потенциала, е1икостный датчик 3, фазосдвигающий блок 4, преобразователь 5 ток — напряжение, полосовые усилители 6 и 7, фазочувствительный детектор 8, нелинейный функциональный преобразователь 9.

Емкостной датчик 3 (фиг. 2) содержит неподвижные диэлектрические пластины 10, прокладку 11, подвижную диэлектрическую пластину 12, контактные площадки 13 — 15, уЧастки 16 и 7 металлизации, металлическую фольгу 18. Каждая из двух неподвИжных пластин 10 имеет на внутренней поверхности два изолированных один от другОго металлизированных участка с контактными площадками 13. Неподвижные пластины 10 и подвижная пластина 12 крепятся к основанию разъемными металлнческими обоймами. Подвижная пластина

12 имеет рабочий металлизированный участок 17 и металлизированный участок 16 в виде охранного кольца. Рабочие металлизированные участки 17 и 16 нанесенЫ с обеих сторон пластины 12, электричЕски соединены один с другим и подпаиваются посредством контактной площадки 14. Металлизированное покрытие 16, нанесенное с обеих сторон пластины 12 и по ее торцам, образует заземляемую посредством контактной площадки 15 охранную зону, устраняющую краевые эффекты. Участки пластины, соответствующие соединению рабочих металлизированных участков 17 с контактной площадкой 14, покрыты изолирующим лаком и закрыты тонкой металлической фольгой 18, электрически соединенной с металлизированным участком

16 в виде кольца. Датчик 3 преобразует перемещение подвижной пластины влево — вправо в зазоре в изменяющиеся емкости С и С между рабочими металлизированными участками подвижной пластины 12 и соответственно левыми и правыми металлизированными участками неподвижных пластин 10. При смещении (относительно среднего положения) подвижной пластины 12 вправо увеличивается емкость

С-- (емкость С„уменьшается) и при смещении влево увеличивается емкость С (емкость

С уменьшается) .

Преобразователь работает следующим образом.

В среднем положении подвижной пластины 12 емкости между ее рабочими поверхностями и левыми и правыми металлизированными участками неподвижных пластин 10 равны. При этом входной ток преобразователя 5 ток — напряжение сдвинут на 45 (в сторону опережения) по отношению к сигналу Ucosav,t квадратурного генератора 1, а выходное напряжение преобразователя 5 сдвинуто на 135 (в сторону отставания) по отношению к сигналу Ucosw.1. Поскольку фазосдвигающий блок 4 обеспечивает (по отношению к сигналу Ucos t) опережающий фазовый сдвиг в 135 ; то при идентичных полосовых усилителях 6 и 7 (обеспечивающих на частоте w," с учетом инвертирования фазовый сдвиг в 180 ) напряжения на входах фазочувствительного детектора 8 сдвинуты на 90, а выходные напряжения фазочувствительного детектора. 8 и нелинейного функционального преобразователя 9 равны нулю. При смещении подвижной пластины 12 влево или вправо на выходе нелинейного функционального преобразователя 9 формируется напряжение, линейно связанное с перемещением, знак которого определяется знаком смещения подвижной пластины 12 относительно среднего положения. Зависимость выходного напряжения детектора 8 от линейного перемещения подвижной пластины 12 симметрична относительно начала координат. В нелинейном функциональном преобразователе 9 формируется поправочное напряжение, суммирование которого с напряжением детектора 8 обеспечивает линейную зависимость выходного напряжения датчика от линейного перемещения подвижной пластины 12.

Преобразователь перемещений, содержащий шину нулевого потенциал а преобразователь ток — напряжение, генератор, фазочувствительный детектор, емкостный датчик, выход которого подключен к первому входу преобразователя ток — напряжение, выход которого через первый полосовой усилитель подключен к первому входу фазочувствительного детектора, а шина нулевого потенциала подключена к второму входу преобразователя ток — напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены фазосдвигающий блок, второй полосовой усилитель и нелинейный функциональный преобразователь, генератор выполнен в виде генератора квадратурных сигналов равной амплитуды, емкостный датчик выполнен в виде двух расположенных в параллельных плоскостях неподвижных диэлектрических пластин, внутренняя поверхность каждой из которых и меет два изоли рова нных между собой участка металлизации, и подвижной диэ1594348

15 g

Составитель В. Подолян

Редактор Н. Бобкова ТехредА. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2821 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь>тияч I>pi> ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 45

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 лектрической пластины, имеющей возможность перемещения между неподвижными пластинами в параллельной им плоскости от одного участка металлизации к другому, поверхность подвижной электрической пластины имеет первый металлизированный участок и второй металлизированный участок в виде охранного кольца первого металлизированного участка, вывод которого является выходом емкостного датчика, первый выход генератора подключен к первому входу фазосдвигающего блока и первым участкам металлизации неподвижных пластин, второй выход генератора подключен к второму входу фазосдвигающего блока и вторым участкам металлизации неподвижных пластин, выход фазосдвигающего блока через второй полосовой усилитель подключен к второму входу фазочувствительного детектора, выход которого подключен к входу нелинейного функционального преобразователя, а шина нулевого потенциала подключена к второму металлизированному участку подвижной диэлектрической пластины.