Емкостной измеритель угловых перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 09) О 1) В 7 0 ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОТ НОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСА г(71) Институт электродинамики АН Ураинской ССР(56) 1. Ацюковский В.А. Емкостныепреобразователи перемещения.М.-Л., фЭнергия, 1966 с. 21-28.2. Авторское свидетельство СССРВ 920356, кл. С 01 В 7/00, 1980(прототип) . 37 .М, Мареш, Забудский, евицкий РИТЕЛЬ УГЛО- жащий генеранциальный емс потенциальенным к ген дифференциродами, компа" фференциальныВЬИ тор,аль рат(57) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содерпервичный диффере ный преобразователь электродом, подключ тору, экранирующим ньвли токовыми элект р токов с двумя ди ми обмотками, подключенными к токовым электродам, последовательно включенными регулируемой обмоткой и обмоткой смещения, подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткой, детектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого подключен к экранирукщему электроду, а выход - к регулируемой обмотке, и регистратор, о. тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, подложка экранирующего электрода выполнена в виде аттестованной многогранной призмы, а измеритель снабжен фотоэлектрическим автоколлимато-ром, расположенньвл в плоскости симметрии призмы, перпендикулярной оси ее вращения, и блоком обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автокол,лиматора, второй вход - к выходу де- Ятектора равновесия, а выход " к входу регистратора.Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть исполь задано для измерения угловых переме-ен-иИзвестен емкостный измеритель перемзцекий,. содержащий дифференциальный конденсатор и блок обработки измерительного сигнала 1 .Недостатком измерителя является невысокая точность измерения.Наиболее близким по технической 10 сущности к изобретению является емкостный измеритель угловых перемещений, содержащий генератор, первичный дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным электро дом,подключенным к генератору,экранирующим и диФФеренциальным токовыми электродами,.компаратор токов с двумя дифференциальными обмотками, подключенными к токовым электродам, после- д) цовательно включенными регулируемой обмоткой и обмоткой. смещения, подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткой, детектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого подключен к экранирующему электроду а выход - к регулируемой обмотке, и регистратор 2Недостатком известного устройства также является невысокая точность измяренияюЦель изобретения - повышение точности измерения.35Поставленная цель,цостигается тем, что в емкостном измерителе угловых перемещений, содержащем генератор, первичный дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным 40 электродом, подключенным к генератору экранирующим и дифференциальными токовыми электродами, компаратор токов с двумя дифференциальними обмотками подключеннь 24 И е токовым элек троддл, последовательно включенными регулируемой обмоткой и обмоткой смещения, подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткойцетектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого подключен к экранирующему электроду, а виход - к регулируемой обмотке, и регистратор, подложка экранирующего электрода выполнена в виде аттестованной многогранной призмы, а измеритель снабжен Фотоэлектрическим автоколлиматором, расположенным в плоскости симметрии призмы, перпендикулярной оси ее вращения, и 60 блоком обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автоколлиматора, второй ,вход - к виходу детектора равновесия, а. выход - к входу регистратора. 65 На чертеже приведена блок-схема емкостного измерителя угловых перемещений.Устройство содержит генератор 1, первичный преобразователь 2 с потенциальным 3, экранирующим 4 и токовым 5 электродами, компаратор б токов с диФференциальными обмотками 7 и 8, обмоткой Э смещения, регулируемой 10 и Указательной 11 обмотками, детектор 12 равновесия, повторитель 13 напряжения, включенный между экранирующим электродом 4 и регулируе мой обмоткой 10 компаратора б, автоколлиматор 14, блок 15 обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автоколлиматора 14, а второй вход - к выходу детектора равновесия, и регистратор 16, включенный на выходе блока 15 обработки измерительного сигнала.Емкостный измеритель угловых перемещений работает следующим образом,Преобразователь 2 угловсоединен с валоМ контролируемого объекта. На валу преобразователя 2 закреплен экранирующий электрод 4, подложкой которого служит многогранная призма,. имеющая возможность вращаться совместно с валом относительно потенциального 3 и токового 5 электродов преобразователя 2. На потенциальный электрод 3 преобразователя 2 поступает напряжение от генератора 1, что вызывает протекание токов через частичные емкости между потенциальным 3 и токовым 5 электродами. Разность укаэанных токов линейно связана с измеряемым угловым перемещением, При вращений контролируемого вала начинает вращаться вал с экранирующим электродом 4, выводя мостовую цепь из состояния равновесия. При этом вырабатывается электрический сигнал рассогласования текущего положения контролируемого вала относительно его начального положения. Токи электродов 5 проходят по дифференциальным обмоткам 7 и 8 компаратора б и последовательно соединенным обмотке 9 смещения и регулируемой обмотке 10 и через малое выходное сопротивление повторителя 13 напряжения замыкаются на общую точку прибора. Протекание этих токов по обмоткам компаратора б токов вызывает появление сигнала неравновесия в указательной обмотке 11, подключенной к детектору 12 равновесия, в котором производится анализ сигнала неравновесия и посредством которого осуществляется изменение числа витков регулируемой обмотки 10 так, что результирующий магнитный поток Ю сердечнике компаратора б токов сводится к нулю, При этом в блок 15 обработки измерительного сигнала непрерывно посылаются сигналы, соответствующие значениям уг1046602 ИИП Заказ 7712/40 Тираж 602 Подписное иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ла поворота относительно исходного положения с заданной дискретностью.С выхода блока 15 информация поступает в регистратор 16. Ток, протекающий через емкость между потенциальным 3 н экранирующим 4 электро-.даии, поступает на общую точку прибо ра через проводник, влияние конечного сопротивления которого на точность измерения компенсируется включением в схему повторителя 13 напряжения.Автоматическая корреляция погрешности измерения углоэых перемещений преобразователя производится следующим образом.В процессе измерения перемещенияподвижный экранирующий электрод 4 проходит через такие положения, в которых оптическая ось автоколлиматора 14 совпадает с нормалью к граням контрольной призмы электрода 4.При этом световой поток, излучаемыйавтоколлиматором 14, отражается от грани призмы и поступает на фотоприемник, имеющий две симметричные относительно оптической оси автоколлиматора.светочувствительные площадки. В момент равенства электрических си. -налов, снимаемых со светочувствительных площадок, т.е. в момент совпадения оптической осн автоколлиматора с перпендикуляром и отражающейграни призмы, в автоколлнматоре генерируется сигнал, поступающий в блок15, в котором осуществляется запоминание текущего значения угла. Последнее определяется по числу витковобмотки 10. Прн дальнейшем вращениивала происходит совмещение оптической оси автоколлиматора с перпендикуляром к следующей грани аттестованной призмы электрода 4. Значение 15 угла, соответствующее этому моменту,также фиксируется в блоке 15 по текущему значению числа витков обмотки10. Далее в блоке .15 осуществляетсявычитание полученных отсчетов углов ;у и сравнение разности с паспортнымзначением угла между гранями аттестованной призмы. Наличие расхожденияв указанных параметрах свидетельствует о погрешности измерителя угловыхперемещений, коррекция которой выпал.няется автоматически в блоке 15 обработки измерительного сигнала.