Устройство для измерения линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК и 4 С 01 В 70 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ду потенциометра, компаратор и ин, тегратор, вход которого соединен свыходом компаратора, двух дифференциальных усилителей, четырех ключей,фильтра нижних частот и инвертора,причем выход усилителя соединен через первый и второй ключи соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами первого дифференциального усилителя, выход которогочерез фильтр нижних частот и черезтретий и четвертый ключи соединенсоответственно с неинвертирующими инвертирующим входами второго дифференциального усилителя, выходкоторого соединен с первым входомкомпаратора, а выход компараторасоединен с первым неподвижным электродом, с управляющими входами первого и третьего ключей и через инвертор - с управляющими входамивторого и четвертого ключей, второй неподвижный электрод потенциометра соединен с общей шиной. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Пензенский политехнический иститут(56) Авторское свидетельство СССРУ 834388, кл. С 01 В 7/00, 1979.Авторское свидетельство СССРУ 1116299, кл. 6 01 В 7/00, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение может быть использовано для измерения перемещенийобъектов. Целью изобретения являетсяповышение помехоустойчивости за счетисключения влияния помех промышленной частоты. Эта цель достигаетсявведением в устройство, содержащееусилитель, вход которого подключенк подвижному изолированному электро,801221482Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измеренияперемепений объектов,Целью изобретения является повышение помехоустойчивости за счетисключения влияния помехи промьппленной частоты,На чертеже представлена схемаустройства.Устройство для измерения линейныхперемещений содержит усилитель 1,ключи 2 - 5, два дифференциальныхусилителя б и 7, фильтр 8 нижнихчастот, компаратор 9, интегратор 10,инвертор 11, датчик 12 в виде потенциометра с двумя неподвижными электродами и подвижным электродом. Выходусилителя 1 соединен через ключ 2 снеинвертирующим входом и через ключ3 с инвертирующим входом дифференциального усилителя 6, выход которого через фильтр 8 нижних частот иключ 4 соединен с неинвертирующим .входом и через фильтр 8 нижних частот и ключ 5 с инвертирующим входомдифференциального усилителя 7, выходкоторого соединен с одним входом компаратора 9, другой вход которого соединен через интегратор 10 со своимвыходом, который соединен также с неподвижным электродом датчика, с управляющими входами ключей 2-4 и через инвертор 11 с управляющими входами ключей 2-4, вход усилителя соеди-,нен с подвижным электродом, второйнеподвижный электрод соединен с общейшиной,При включении питания на выходекомпаратора 9 появляется напряжениеЧ, например положительное. Это напряжение подается на вход датчика 12,на выходе которого напряжение равноЧ=ЧККогде К - сопротивление потенциометра между неподвижнымиэлектродами;К- сопротивление между неподвижным электродом и подвижным электродом, пропорциональное положению подвижного электрода.За счет высокого выходного сопротивления датчика и высокого входного сопротивления усилителя 1 наведенная ЭДС помех будет иметь довольнобольшое значениеПоэтому на выходе усилителя 1 напряжениезапишется в видеЧ = -+ 1Ч К1 К9о(3) Напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 при коэффициенте передачи, равном единицеЧЧКК(4) подается на один из входов компарато-,ра 9, на другой вход которого подается напряжение с выхода интеграто ра 1 О, описываемое выражением Ч Ч о х. В момент равенства4 Чо= Чт (6)напряжение на выходе компаратора 9сменит полярность.При этом напряжение на выходея усилителя 1 опишется выражением КЧ ЛКо(7) По действием отрицательного напряжеу ния ключи 2 и 4 размыкаются, а 3 и 5замыкаются.Напряжение с выхода усилителя 1через ключ 3 подается на неинвертигде 1 =2 Чз 1 п ,д С+9 - помеха сО частотой первой гармоники, равной50 Гц;Ч. - амплитуда помехи.Это напряжение передается черезусилитель 1 с коэффициентом переда чи, равным единице, и замкнутый ключ2 на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 6, При его коэффициенте передачи, равном единице, сигнал на выход переда ется без изменения и подаетсяна вход Фильтра 8 нижних частот, час. тота среза которого определяетсяиз условияЯ, с 3 1, га)где .Я ; частота изменения полезного сигнала, модулирующая выходное напряжение преобразователя с частотой1-й гармоникирующий вход дифференциального усилителя 6, Напряжение на.его выходеописывается выражением и подается на вход фильтра 8 нижних частот. Иэ (7) и (8) видно, что на; входе фильтра 8 действует напряжение, изменяющееся по закону изменения информативного параметра К, и напряжение помехи, равное +1 при положительном напряжении на выходе компаратора 9 и -1 при отрицательном, т,е. напряжение помехи с частотой 50 Гц и его гармоник отсутствует. При этом на. выходе фильтра 8, частота среза которого определяется (2 а), напряжение равноЧ = ЧК(9)8 К приположительном и отрицательном напряжении на выходе компаратора 9.Напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 при положительном напряжении на выходе компаратора 0 так как при положительном Чз замкнутключ 4, и выход фильтра нижних частот подключается к неинвертирующемувходу дифференциального усилителя 7,а при отрицательном замкнут ключ 5,и фильтр подключен к неинвертирующемувходу. Частота выходных колебаний определяется из условия (6) и равна Формула изобретения Устройство для измерения линейныхперемещений, содержащее усилитель,0вход которого подключен к подвижномуизолированному электроду,потенциометрического датчика, состоящего из реэистивного элемента с двумя неподвижными электродами, компаратор и интег 15ратор, вход которого соединен с выходом компаратора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияпомехоустойчивости, в него введеныдва дифференциальных усилителя, че 20тыре ключа, фильтр нижних частот иинвертор, выход усилителя соединенчерез первый и второй ключи соответственно с неинвертирующим и инвер 25тирующим входами первого дифференциального усилителя, выход которогочерез фильтр нижних частот и черезтретий и четвертый ключи соединенсоответственно с неинвертиРующими инвертирующим входами второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом компаратора, а выход компаратора - спервым неподвижным электродом, суправляющими входами первого и третьЗ 5 его ключей и через инвертор - суправляющими входами второго и четвертого ключей, а второй неподвижный электрод соединен с общейшиной,