Емкостный трансформаторный мост для измерения перемещений

Емкостный трансформаторный мост для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i ii 70668) (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.78 (21) 2626586/18-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 В 7/00

3Ъоудеротвеиный комитет

СССР до делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.12.79. Бюллетень М 48 (53) УДК 531.717 (088,8) Дата опубликования описания 30.12.79

А, И, Новик.и М. Н, Сурду (72) Авторы изобретения

Институт электродинамики Академии Наук Украинской CCP (71) Заявитель (54} ЕМКОСТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения линейных или угловых перемещений.

Известны устройства для.измерения перемещений при помощи дифференциального емкостного преобразователя, включенного в мостовую измерительную цель с компаратором токов (1)..

Недостаток известного устройства заключается в большой погрешности измерения, обусловленной влиянием нестабильности электрических и геометрических характеристик зазора на результат измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является емкостный трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения, компаратор токов с дифференциальными обмотками, имеющими общую точку, и указательной обмоткой, дифференциальный емкостной преобразователь с потенциальным электро-. дом, подключенным к вторичной обмотке трансформатора напряжения, и секционированным токовым электродом, подключенным к диффе-, ренциальным обмоткам компаратора токов, а также детектор равновесия, вход которого подключен к указательной обмотке компаратора токов (2).

Недостатком известного устройства являет5 ся наличие значительных импульсных помех при работе коммутатора витков регулируемой обмотки, вызывающих длительные переходные процессы в избирательном усилителе детектсра

10 равновесия, что ограничивает быстродействие устройства.

С целью повышения быстродействия,в предлагаемом емкостном трансформаторном мосте для измерения перемещений компаратор токов снабжен дополнительной обмоткой, а устройство снабжено преобразователем ток — напряжение, вход которого подключен к общей точке дифференциальньи обмоток компаратора токов, дополнительным трансформатором напряжения с регулируемой вторичной обмоткой, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя ток — напряжение, образцовой мерой, включенной между дополнительной обмоткой компаратора токов и регулируемой вто06681 4 лением. Если трансформатор 16 напряжения и преобразователь 14 так — напряжение обладает . нулевыми выходными сопротивлениями, та в соответствии с законом Ома коммутационный ток, проходя по указанным сопротивлениям, вызывает нулевые приращения напряжения. Зто означает, что в таком идеальном случае коммутационные помехи в предлагаемом устройстве вообще отсутствуют. Реально выходные сопротивления трансформатора 16 напряжения и преобразователя 14 ток — напряжение составляют.1 — 2 ом.

Учитывая,,что рабочее напряжение на выходе преобразователя 14 составляет, как правило, 5-10В, относительный уровень коммутационной

>s помехи оценивается величиной порядка 1 — 2 X

110 з. Коммутационные помехи такого уровня йрактически совершенно не влияют на рабату устройства. Зто позволяет повысить его быст родействие до предельйо возможной величины.

3 7 ричной обмоткой дополнительного трансформатора.

На чертеже приведена принципиальная схема моста.

Он содержит трансформатор 1 напряжения с вторичной обмоткой 2 дифференциальный емкостной преобразователь 3 с потенциальным электродом 4 и токовым электродом 5, разде"ленным на секции 6 и 7, компаратор 8 токов с двумя дифференциальными обмотками 9 и 10, дополнительной обмоткой 11 и указательной обмоткой 12, детектор 13 равновесия, преобразователь 14 ток — напряжение, образцовую меру

15 и дополнительный трансформатор 16 напряжения с регулируемой вторичной обмоткой 17, Устройство работает следующим образом.

Напряжение с вторичной обмотки 2 трансформатора 1 напряжения подается на.потенцильный электрод 4 и вызывает.появленйе токов, протекающих через секции 6 и 7 токового электрода 5. Указанные токи линейно связаны с измеряемым перемещением . Они-протекают по дифференциальным обмоткам 9 и 10 компаратора 8 токов, подключенным к секциям 6 и

7 токового электрода 5. Зто приводит к появлению магнитного потока в сердечнике компаратора токов, а. следовательно, к появлению сиг нала неравновесия в указательной обмотке 12, подключенной к детектору 13 равновесия, Суммарный.ток дифференциальных обмоток 9 и 10 подается на вход преобразователя 14 ток — напряжение.,Выходное напряжение преобразователя

14; пропорциойальное суммарному току дифференциальных обмоток 9 и 10, поступает.на трансформатор 16 напряжения с регулируемой обмоткой 17, а затем — на образцовую меру

15 и создает компенсирующий ток в дополнительной обмотке компаратора токов, Мост уравновешивается регулировкой числа витков абмп ки 17.

Измеряемое перемещение пропорционально числу витков. регулируемой обмотки 17. Вместе с тем результат измерения, как и в.устройстве— прототипе; не зависит от коэффициента пропорциональности, являющегося функцией ширины зазора и диэлектрической проницаемости вещества в зазоре преобразователя. Последнее.обстоятельство позволяет обеспечить высокуш точность измерения с помощью описываемого устройства.

Коммутационные помехи, возникающие в предлагаемом устройстве, незначительны. Действительно; токи управления коммутатором проходят по обмотке 17 трансформатора 16 напряжения, который..подключен к преобразователю ток — напряжение с MaJIbIM âûõîäíûì" сопротив-.

Формула изобретения

Емкостный трансформаторный мост для из25 мерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения, компаратар токов с дифференциальйыми обмотками, имеющими общую точку, и указательной обмоткой, дифференциальный емкостной.преобразователь с потенциаль30 ным электродом, подключенным к вторичной обмотке трансформатора напряжения, и секционираванным токовым электродам, под«люченным к дифференциальным обмоткам компаратора токов, а также детектор равновесия, вход

35 которого подключен к указательной обмотке ,компаратора токов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, компаратор токов снабжен дополнительной обмоткой, а устройство снабжено лреабразавате40 лем ток — напряжение, вход которого подключен к общей точке дифференциальных обмоток компаратара токов, дополнительным трансформатором напряжения с регулируемой вторичной обмоткой, первичная обмотка которого падклю4 чена к выходу преобразователя ток — напряжение; образцовой мерой, включенной между дополнительной обмоткой компаратора токов и регулируемой вторичной обмоткой дополнительного трансформатора„

50: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР па заявке

N 2134280/28, кл. G 01 В 7/00, 1975;

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

И 2178294/18 — 28, кл. G 01 В 7/00, 1975 (прототип) .. 706681 з

Составитель В . Николаев

Техред О.Андрейко

Редактор О. Юркова

Корректор Е.Лукач

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8205/34 Тираж 845

ЦНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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