Емкостный трансформаторный мостдля измерения перемещений

Емкостный трансформаторный мостдля измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик («)823828

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) 3+>8>eH> 170779 (21) 2799089/18-28 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 2304,81. Бюллетень N9 15

Дата опубликования описания 230481 (5S) Клз

G 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий

Ю) >Д< 531. 717 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф.Б. Гриневич, Г.И. Войченко, 3.A. 3àöåðêè и N.Н.Сурду

Институт электродинамики AH Украинской CP (7! ) Заявитель (54 ) ЕМКОСТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫИ МОСТ

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических перемещений в любой отрасли.

Известен емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий дифференциальный емкостной преобразователь, источник питания и схему обработки измерительного сигнала (1).

Недостатком известного устройства является сложность реализации и недостаточно высокая точность изме.рения.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий генератор питания, трансформатор напряжения с первичной обмоткой, один вывод которой соединен 20 с генератором питания и регулируемой вторичной обмоткой, первый компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, второй компаратор токов с дифференциальными и вторичной обмотка.ми, дифференциальный емкостной измерительный преобразователь перемещений с потенциальным и дифференциальным токовыми электродами, подключен- 30 ными к дифференциальным обмоткам первого компаратора токов, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель равновесия, вход которого подключен к указательной обмотке первого компаратора токов, а выход связан с регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения, .и вторую образцовую меру емкости,. подключенную одним выводом к первой дифференциальной обмотке второго компаратора токов, вторая дифференциальная обмотка которого подключена к точке соединения дифференциальных обмоток первого компаратора токов. Устройство содержит также усилитель переменного тока, входящий в цепь обратной связи (27 .

Однако это устройство обладает невысокой точностью измерений, обусловленная тем, что коэффициент передачи усилителя ограничен условиями устойчивой работы устройства.

Это обстоятельство не позволяет использовать усилители . высоким коэффициентом передачи, а следовательно не позволяет в полной мере

82 3828 скомпенсировать погрешность измере-ния перемещений, связанную с нестабильностью геометрических и электрофизических параметров воздушного промежуткИ между электродами дифференциального емкостного измерительного преобразователя перемещений.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений снабжен интегратором, вход которого подключен ко вТоричной обмотке второго ком. паратора токов, а выход — ко второму выводу первичной обмотки трансформатора напряжения, а второй вывод вто- 15 рой образцовой меры емкости и потенциальный электрод преобразователя соединены с генератором питания.

На чертеже представлена блок-схема устройства. 20

Она содержит генератор 1 питания, трансформатор 2 напряжения с регулируемой вторичной обмоткой 3, первый компаратор 4 токов с дифференциальными обмотками 5 и 6, дополнительной обмоткой 7 и указательной обмоткой 8, второй компаратор 9 токов с дифференциальными обмотками 10 и 11 и вторичной обмоткой 12, дифференциальный емкостной измерительный преобразователь 13 перемещений с потенциальным электродом 14 и дифференциальными токовыми электродами

15 и 16, подключенными к дифференциальным обмоткам 5 и б первого компаратора 4 токов, первую образцовую меру 17 емкости, включенную между регулируемой обмоткой 3 трансформатора 2 напряжения и дополнительной обмоткой 7 первого компаратора 4 то-ков, указатель 18 равновесия, подклю- 40 ченный к указательной обмотке 8:первого компаратора 4 токов, интегратор

19, вход которого подключен ко вторичной обмотке 12 второго компаратора 9 толов, вторую образцовУю меРУ 45

20 емкости, включенную между генератором 1 питания и дифференциальной обмоткой 11 второго компаратора 9 токов,. при этом первичная обмотка трансформатора 1 напряжения включена между генератором 1 напряжения и выходом интегратора 19, а потенциальный электрод 14 дифференциального емкостного измерительного преобразователя 13 перемещений подключен к генератору 1 питания. 5S

Устройство работает следующим образом.

При отклонении положения подвижного электрода преобразователя 13 относительно исходного положения в gg сердечнике компаратора 4 токов возникает нескомпенсированная магнитодвижущая сила, приводящая к появлению сигнала неравновесия в указательной обмотке 8. Под действием этого сигнала Указатель 18 равновесия путем коммутации числа витков сбмотки

3 трансформатора 2 напряжения изменяет ток, протекающий по дополнительной обмотке 7 компаратора 4 токов и„ тем са> ым, восстанавливает равновесие моста. В результате число витков обмотки 3 оказывается пропорциональным новому значению измеряемого перемещения.

Для компенсации влияния на. Результат измерения нестабильности параметров преобразователя 13 в устройстве имеется компенсационная ветвь, которая содержит устойчиво работающие функциональные узлы мостовой измерительной цепи: трансформатор 2 напряже. ния, образцовую меру. 17 емкости, первый компаратор 4 токов, второй компаратор 9 токов и интегратор 19.

Подобная структура устройства позволяет поддерживать постоянным по амплитуде и фазе суммарный ток дифференциальных электродов 15 и 16 преобразователя 13 перемещений, независимо от нестабильности геометрически" и электрофизических параметров воздушного промежутка между потенциальным электродом 14 и токовыми электродами 15 и 16 преобразователя 13 перемещений, что позволяет повысить .точность измерения.

Формула изобретения

Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий генератор питания, трансформатор напряжения с первичной обмоткой, один вывод которой соединен с генераторог.. питания, и регулируемой вторичной обмоткой, первый компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, второй компаратор токов с дифференциальными и вторичной обмоткой, дифференциальный емкостной измерительный преобразователь перемещений с потенциальным и дифференциальным токовы>ли электродами, подключенными к дифференциальным обмоткам первого компаратора токов, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель равновесия, вход которого подключен к указательной обмотке первого компаратора токов, а.выход связан с регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения, и вторую образцовую меру емкости, подключенную одним выводом к первой дифференциальной обмотке второго компаратора токов, вторая дифференциальная обмотка которого подключена к точке соединения дифференциальных обмоток первого компаратора токов, о т л и .; а ю щ и й

823828

Составитель В. Николаев

Редактор Н. Кончицкая Техред Н. Ковалева Корректор(В.Синицкая, Заказ 2081/52 Тираж б42 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Пат ент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с я т ем, чт о, с целью повыае ния точности измерения, он снабжен интегра,тором, вход которого подключен ко вторичной обмотке второго компаратора токов, а выход — ко второму выводу первичной обмотки трансформатора напряжения, а второй вывод второй образцовой меры емкости и потенциальный электрод преобразователя соединены с генератором питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2692948/25-28, кл. G 01 В 7/00, 1979.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2723594/28, кл. G 01 В 7/00, 1979 (прототип).