Емкостно-электронный преобразователь перемещения в напряжение

,4(51) С 01 В 7 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Цт, Д К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРЯф 756315, кл. С 1 01 1 27/26, 1980.2. Авторское свидетельство СССР9 1026081, кл.01 Й 27/26, 1983(прототип),(54)(57) ЕМКОСТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий генератор импульсов,первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератораимпульсов, первую диодно-резисторнуюцепь, анод диода которой подключен квыходу первого ключа емкостный первичный преобразователь, подключенныйк точке соединения катода диода ирезистора первой диодно-резисторнойцепи, фильтр низких частот, к входукоторого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторуюдиодно-резисторную цепь, конденсатор,.подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диоднореэисторной цепи, и сумматор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности преобразования генератор импульсов выполненс двумя противофазными выходами,а преобразователь снабжен вторымключом, управляющий вход которогоподключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диодавторой диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входомфильтра низких частот, и инверснымкаскадом с разделенной нагрузкой,выход положительной полярностикоторого соединен с входом первогоключа, выход отрицательной полярности - с входом второго ключа, авход подключен к выходу сумматора,первый вход которого подключен квыходу Фильтра низких частот.Изобретение относится к измерительной технике и модет быть использовано в измерителях перемещений.Известно устройство для измеренияперемещений, содержащее емкостныйдатчик, генератор импульсов, электронный ключ, две диодно-резисторные цепии регистратор 11 .Недостатком данного устройстваявляется невысокая точность измерения,.10обусловленная нелинейностью характеристики преобразования.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является емкостно-электронный преобразовательперемещения в напряжение, содержащий генератор импульсов, первыйключ, управляющий вход которого подключен.к выходу генератора импульсов,первую диодно-реэисторную цепь, 20анод диода котоРой подключен квыходу первого ключа, емкостныйпервичный преобразователь, подключенный к точке соединения катодадиода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот,к входу которого подключен резисторпервой диодно-реэисторной цепи,вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи и сумматор 21 .Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой35точностью измерения, обусловленнойвлиянием дрейфа нуля сумматора,включенного в цепь обратной связи,Цель изобретения - повышение точ-, ности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в емкостно-электронном преобразователе перемещения в напряжение, содержащем генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, 50 подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диоднореэисторной цепи, Фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной 55 цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи, и сумматор, генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цени, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной полярности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательной полярности - с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу Фильтра низких частот.На чертеже приведена блок-схема емкостно-электронного преобразователя перемещения в напряжение.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 ключи, подключенные входами к противофазным выходам генератора 1, первую диодно-реэисторную цепь в виде диода 4 и резистора 5, вторую диодно-реэисторную цепь в виде диода 6 и резистора 7, емкостный преобразователь 8, подключенный к точке соединения катода диода 4 и резистора 5, конденсатор 9, подключенный.к точке соединения анода диода 6 и резистора 7, фильтр 10 низких частот, к входу которого подключены резисторы диодно-реэисторных цепей и сумматор 11, первый вход которого подключен к выходч фильтра 10 низких частот,Емкостно-электронный преобразователь работает следующим образом.На входы ключей 2 и 3 поступают разнополярные управляющие импульсы напряжения с выходов генератора 1 импульсов, и йа выходах ключей 2 и 3 формируются соответственно импульсы напряжения положительной и отрицательной полярности. Емкостный первичный преобразователь 8 запитывается положительными прямоугольными импульсами с выхода ключа 2. При этом в точке соединения диода 4 и .Резистора 5 формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цели разряда емкостного первичного преобразователя 8, и с амплитудой, определяемой напряжением на шине питания ключа 2. В точке соединения диода 620 где 87 ЫШВ Заказ 10628/17 Тапап 462 Поопаснее ППП Патент,. г, Ужгород, улеПроектная,4 3 1138 и резистора 7 формируются отрицательные импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда конденсатора 9, и с амплитудой, определяемой напряжением на шине питания ключа 3. При равенстве сопротивлений нагрузок и питающих напряжений инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой, идентичности параметров диодно-ре зисторных цепей и оптимальной емкости конденсатора 9, напряжение на выходе фильтра 10 низких частот пропорционально среднему значению суммы импульсных напряжений на емкостном первичном преобразователе 8 и конденсаторе 9 и равно 1 , - напряжение на выходеФильтра 10 низких частот; К - коэффициент пропорциональ, ности;5 - площадь электродов емкост 384 4ного первичного преобразователя;Г - диэлектрическая проницаемость;Х - измеряемое перемещение;- частота импульсов генератора 1;- напряжение на выходахз 2инверсного каскада 12 сразделенной нагрузкой.При достаточно большом коэффициенте усиления сумматора 11 разность напряжений на его входах близка к нулю, поэтому можно принять Ч,о = Чо, тогда перемещение х равно Изобретение позволяет повыситьточность измерения перемещений засчет исключения элементов, вносящихпогрешность из цепи обратной связи,а также за счет использования общегофильтра низких частот для двух плечмоста;