Двойной трансформаторный емкостной мост для измерения перемещений

,10 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ЗОБРЕТЕН7 БЛЬСТВУ ПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ.(71). Институт электродираинской ССР(54) (57) 1. ДВОЙНОЙ ТРАТОРНЫЙ ЕМКОСТНЫЙ МРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содифференциальный емкос тнзователь с общим иэлектродами и номеподвижным многощелеэлектродомэкраном,ряжения, один конец вторичной обмоткикоторого подключен к общему электроду5 .преобразователя, а второй - заземлен,Сурду детектор равновесия и компаратор токо намики АН Ук- .имеющий индикаторную обмотку, подключенную к входу детектора равновесия, уравновешивающую обмотку с одниммкостные заземленным концом, и две встречноя. М, Л. включенные обмотии," общая точка крых подключена к незаземленномуво СССР по ду уравновешивающей вбмотки, о т лч а ю щ и й с я тем, что, с цельюпрототип). упрощения конструкции, он снабжен двухсторонним;четырехпозициоиным каиьцевымНСФОРМА;коммутатором, четыре гонтакта кото- ОСТДЛЯИЗМЕ рого с одной стороны объединены в дведержащий . смежные пары и подключены к двумый преобрй- встречно включенным обмоткам компарара токов, а четыре других контактаючены к секциям многосекционноэлектрода емкостного преобразоватев,отои тоцодклго многосекционнымщенным между ни 1 мцвым зазеьщеннымтрансформатор нап 11043480 30 2. Мост по п. 1, о т и и ч а ю. щ и й с я тем, что секции многосекционного эпектрода разбиты на циклические группы по четыре секции в каждой группе и подключены к четырем не- объединенным, контактам кольцевого коммутатора так, что к-му контакту всегда подсоединены все ( 1 + 4 и ) - е секции, где Р - числа натурального ряда,. включая нуль. 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть испопьзованодня измерения перемещени 1 Гв машиностро.енин,Известны измеритепи перемещенийоснованные на испопьзовании емкостныхпреобразователей Г 1 3.Недостатками этих устройств являются низкая, очность измерения и боцьшая спожность. 10Наибсщее близким к изобретению потехнической сущности явпяется двойнойтрансформаторный емкостный мост щяизмерения перемещений, содержащийдифференциапьный емкостный преобразователь.с общим и многосекционным эпектродами и помещенным между ними подвижным многошепевым заземпеннымэпектродом- экраном, трансформатор напряжения, олин конец вторичной обмотки 0которого подкпючен к общему электродупреобразоватепя, а второй - заземпен,детектор равновесия и компаратор токов,имеющий индикаторную обмотку, подкпюченную к входу детектора равновесия, Вуравновешивающую обмотку с одним заземленным концом, и две встречно включенные обмотки, общая точка которыхподключена к незаземпенному выводууравновешивающей обмотки2 ),Недостатком известного трансформаторного моста дпя измерения перемещений явпяется его технсшогическая иконструктивная спожносгь, так как дпяобеспечения высокой точности емкостного преобразоватепя перемещений необ 35ходимо высокоточное взаимно согпасованное выпопнение как электрода компаратора токов, так и электрода-экрана,Цепь изобретения - упрощение кансгпукции,3. Мост по и и. 1 и 2, о т п и ч аю ш и й с я тем, что продольный размер каждой секции многосекционного эпектрода батыре паповины но меньше полного размера щели многошелевого электрода-экрана,; и равен четвертой части от суммы продольных размеров щели и межшепевого промежутка этого. электрода 2Поставпенная цель достигается тем, что двойной трансформаторный емкостйцймост лпя измерения перемещений снабжен двухсторонним четырехпозиционным кольцевым коммутатором, четыре контакта которого с одной стороны объединены в две смежные пары и подключены к двум встречно включенным обмоткам компаратора гоков, а четыре других контакта подключены к секциям многосекционного электрода емкостного преобразователя.Кроме того, секции многосекционного электрода разбиты на циклические группы по четыре секции в каждой группе и,подкпючейы к четырем необъеди-. ненным контактам копьцевого коммутатора так, что к ) 4 му контакту, всегда подсоединены все ( 1+4 п ) - е секции, где О -,числа йатурапьйого ряда,. включая нудь.При этом продопьный размер каждой: секции многосекционного, электрода больше поповины, но меньше полного размера шепи многощепевого эпектрода- экрана, и равен четвертой части от суммы продольных размеров щепи и межщепевого промежутка этого эпектрода,На чертеже представлена принципиальная схема двойного трансформаторного емкостного моста дпя измерения перемещений.Мост содержит дифференциапьный емкостный преобразователь 1 с общим электродом 2, подвижным многощепевым заземпенным электродом-экраном 3 и многосекционным электродом 4 с секция-" ми 5-17, трансформатор 18 напряжении с вторичной обмоткой 19, двухсторонний чегырехпозиционный коцьцевой коммутагор 20 с контактами 21-24, компара3 10434тор 25 токов с уравновешиваквпей обмоткой 26, двумя встречно включеннымиобмотками 27 и 28 и индикаторной обмоткой 29, детектор 30 равновесия.Обший электрод 2 емкостного преобразователя 1 подключен к вторичной обмотке 19 трансформатора 18 напряжения,подвижный многошелевой,электрод-экранзаэемлен, а секции 5-7 многосекционно-"го электрода 4 объединены в циклическйе 1 Огруппы 5-8 ф 9-12, 13-16 и подключенык внутренним ламелям контактов 21-24коммутатора 20, Внешние ламели соседних котактов 21 и 24, а также контак тов 22 и 23 коммутатора 20 обьедииены в две пары и подкпючены к двумконцам встречно включенных обмоток 27и 28 компаратора 25 токов, вторые концыкоторых объединены и подключены куравновешивающей обмотке 26, которая,в свою очередь, подсоединена, к земле., Индикаторная обмотка 29 компаратора 25токов подключена к детектору 30 равновесия, управляющему. уравновешиваниемприбора путем изменения количества Вит-.25ков уравновешивающей обмотки 26,Устройство работает следующим образом,1Пусть подвижный электро-экран 3 икоммутатор 20 занимают такое положе- ЗОние, как это представлено на чертеже,и дифференциальные емкости секций. собой. Тогда равны и токи, протекающие по обмоткам 27 и 28 компаратора 25 токов, Если при этом нислв витков встречно включенных обмоток 27.и 28 равны между собой, го равны Юи противофаэны создаваемые ищи магнитные потоки. Поэтому суммарный магнитный поток компвратора токов равен,нулю, и мост находится в состоянииравновесия, Если подвижный электродэкран 3 смешается на некоторую величину, например вверх по чертежу, емкостисекций 6, 7, 10, 11, 14, и 15.уменьшаются, в секций 8, 9, 12, 13,16 и 17 увеличиваются, Равновесие магнитных потоков в компараторе токов нарушается, на детектор, 30 равновесия с обмотки 29 поступает сигнал, и детектор 30 равновесия вызывает изменение количества витков уравновешивающей обмотки 26 так, что магнитный поток, связанный с этой обмоткой, компенсирует разность магнитных потоков обмоток 27 и 28, Поколичеству, витков уравновешивающей обмотки 26 можно определить величину перемешения.Если смешение подвижного электрода 3 вверх превышает половину продольно-. го размера секции электрода 4, детектор 30 равновесия выдает импульс управления на коммутатор 20, и внутренние контакты коммутатора смещаются на один шаг по часовой стрелке. При дальнейшем перемещении вверх подвижного электрода-экрана 3 уравновешиввние опять происходит изменением количества витков обмотки 26, Если же величина перемещения опять превышает половину продольного размера секции электрода 4, то с детектора 30 равно,весия на . коммутатор 20 снова поступает импульс управления, и внутренние контакты коммутатора еше рвз смешаются на один швг по часовой стрелке,. В дальнейшем циклы уравновешивания повторяются. По числу витков уравновешивающей обмотки 26 и по.количеству срабатыва-, ний коммутатора 20 однозначно отсчиты-. вается величина перемещенияПри описанном выполнении схемы двойного трансформаторного моста с емкостным преобразователем перемещения высокоточным должен бытьтолько одинмногосекционный электрод. Требования к точности нанесения щелей и межщелевых чромежутков многощелевого электрода-экрана снижаются во много раз. Не требуется компенсация погрешностей, допущенных при изготовлении этого электрода, что значительно упрощает схему и конструкцию прибора, повышает ее технологичн ость.: Состввитель В.Николаев Редактор А.Шишкина Техред ВЛалекорей Корректор А,Зимокосов Заказ 7323/43 Тираж 602 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений.и открытий113 О 35, Москва, Ж-.35, Рвушсквя набд. 4/5филивтт ППП "Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4