Емкостное устройство для преобразования перемещения

,:,Й 1Г" МА ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕПЬСТВУ ВТОРСНО зме ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) ЕМКОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕШЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения перемеще 801355858 А 1 ния за счет исключения влияния и нений параметров внешней среды и расстояния между обкладками емкостного датчика. Указанная цель достигается тем, что при перемещении заземленного электрода 22 относительно неподвижных электродов 20 и 21, образующих потенциальную пластину длиной 1 емкостного датчика, и соответствующем выборе параметров элементов устройства выходное напряжение третьего сумматора 19 будет пропорционально разности площадей взаимного перекрытия электродов датчика и, следовательно, линейному перемещению х электрода 22 относительно потенциальной пластины. 1 нл.5 О 15 20 217,-- х - Ъ Формула изобретения ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал с помощью емкостных датчиков,Цель изобретения - повышение точности измерения перемещения.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства,Емкостное устройство для преобразования перемещения содержит генератор 1 импульсов, ключ 2, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов, первую диодно-резисторную цепь 3, состоящую из диодов 4 и 5,аноды которых соединены с выходом ключа 2, резисторов 6 и 7, соединенных с катодом диода 4 и резисторов 8 и 9, соединенных с катодом диода 5, вторую диодно-резисторную цепь 10, состоящую из диода 11, анод которого соединен с выходом ключа 2 и анодами диодов 4 и 5, и резистора 12, соединенного с катодом диода 11, четыре фильтра 13 - 16 низких частот, входы которых соответственно соединены с резисторами 6 и 8, 12, 7, 9, первый сумматор 17, прямой и инверсный входы которого соединены соответственно с выходами фильтров 13 и 14 низких частот, второй сумматор 18, прямой вход которого подключен к источнику опорного напряжения .О, инверсный вход к выходу первого сумматора 17, а выход соединен с шиной питания ключа 2, третий сумматор 19, прямой и инверсный входы которого подключены к выходам соответственно фильтров 15 и 16 низких частот, а выход соединен с выходной шиной устройства, два клинообразных электрода 20 и 2, являющихся неподвижной обкладкой емкостного датчика, разделенных изолирующим промежутком и расположенных с образованием прямоугольника, при этом электрод 20 подключен к точке соединения диода 5 и резисторов 8 и 9, электрод 21 подключен к точке соединения диода 4 и резисторов 6 и 7, и заземленный электрод 22, являющийся подвижной обкладкой емкостного датчика перемещения.Устройство работает следующим образом.На неподвижные электроды 20 и 21, образующие потенциальную пластину датчика, через диоды 4 и 5 поступают прямоугольные импульсы с выхода ключа 2. В точках соединения диода 4 с резисторами 6 и 7 и диода 5 с резисторами 8 и 9 формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени разряда цепей, соответствующих потенциальных электродов 20 и 21, а в точке соединения диода 11 с резистором 12 - импульсы напряжения, близкие к прямоугольным, На выходах фильтров 15 и 16 формируются напряжения, пропорциональные средним значениям импульсных напряжений на потенциальных электродах 20 и 21, на выходе фильтра 13 низких частот - напряжение, пропорциональное среднему значению суммы этих импульсных напряжений, а на выходе фильтра 14 - напряжение, пропорциональное среднему значению импульсного напряжения в точке соединения диода 11 и резистора 12.Учитывая, что величина перемещения х подвижного электрода 22 относительно потенциальной пластины прямо пропорциональна площадям их взаимного перекрытия, и принимая достаточно большим коэффициент усиления сумматора8, можно считать, что выходное напряжение сумматора 19, а следовательно, и датчика перемещений не зависит от внешймх дестабилизирующих факторов, изменения расстояния между неподвижными и заземленным электродами и определяется выражением. где 1 - длина потенциальной пластины датчика, образованной электродами 20 и 21,Емкостное устройство для преобразования перемещения, содержащее генератор импульсов, ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, первый и второй фильтры частот, вторую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу ключа, катод через резистор соединен с входом второго фильтра низких частот, емкостный датчик, неподвижная потенциальная обкладка которого выполнена в виде прямоугольника, разделенного изолирующим промежутком на два клинообразных электрода, а заземленная обкладка - в виде узкого неподвижного электрода, первый сумматор, прямой и инверсный входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго фильтров низких частот, второй сумматор, прямой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, инверсный вход подключен к выходу первого сумматора, а выход соединен с шиной питания ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены третий и четвертый фильтры низких частот, третий сумматор, прямой и инверсный входы которого подключены к выходам соответственно третьего и четвертого фильтров низких частот, выход соединен с выходной шиной устройства, а первая диодно-резисторная цепь выполнена в виде четырех резисторов и двух диодов, анодь 1 которых подключе1355858 Составитель В. Мамонтов Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор Л. Патай Заказ 548 /36 Тираж 677 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4;5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ны к выходу ключа и к аноду диода второй диодно-резисторной цепи, катод первого диода соединен через первый и второй резисторы с входами соответственно первого и третьего фильтров низких частот, катод второго диода соединен через третий и четвертый резисторы с входами соответственно первого и четвертого фильт. ров низких частот, а клиноооразные электроды подключены к точкам соединения первого диода с первым и вторым резисторами и катодами второго диода с третьим и четвертым резисторами первой диоднорезисторной цепи.