Устройство для измерения перемещений в. н. нестерова

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1444618 1 В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В. Н. НЕСТЕРОВА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Целью изобретения является повышение точности измерений, которая достигается путем устранения погрешности нелинейности и погрешности от нестабильности источника питания, Устройство содержит дифференциальный емкостный преобразователь 1, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды 2 и 3 емкостного преобразователя 1, а во вторые два плеча - первичные обмотки 4 и 5 первого выходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого подключена к блоку 8 обработки сигнала. При перемещении центрального электрода 9 с выходной диагонали измерительного моста снимается напряжение, равное разности напряжений на первичных обмотках 4 и 5. С вторичных обмоток 7 и 12 выходных трансформаторов 6 и 10 напряжения поступают на входы блока 8 деления. В результате выполнения операции деления получается следующее значение выходной величины устройства: ЛХ, --Х, Х Х(2 Х+Хн+Х )/(Хам+Хм (У/(ь., о), где ЛХ,- приращение ем костного сои ротивления между электродами 2 и 9, 3 и 9 при перемещении центрального электрода 9: Х, - индуктивное сопротивление первичных обмоток 4, 5, 11; Х - сопротивления взаимной индуктивности обмоток 4 и 5; Х - р у емкостное сопротивление между электродами М Ф 2 и 9, 3 и 9 в начальном положении ( центрального электрода; Уаых, - напряжение на выходной диагонали измерительного моста; Увых 2 - напряжение на выходе второго трансформатора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.выИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений с помощью дифференциального емкостного преобразователя.Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения погрешностей нелинейности и погрешностей от нестабильности источника питания,На чертеже изображено устройство дляизмерения перемещений. 10Устройство содержит дифференциальныйемкостный преобразователь 1, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды 2 и 3 емкостного преобразователя 1, а во вторые дваплеча - первичные обмотки 4 и 5 первоговыходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого подключена к блоку 8обработки сигнала. Центральный электрод 9емкостного преобразователя 1 соединен сконтролируемым объектом (не показан), источник питания (обозначен условно -)переменного тока подключен к входной диагонали мостовой измерительной схемы. У второго выходного трансформатора 10 первичная обмотка 11 выполнена идентичной первичным обмоткам 5 и 4 первого выходцого трансформатора 6 и включена в диагональ измерительного моста последовательно с источником питания переменного тока, авторичная обмотка 12 подключена к блоку 8обработки сигнала, который выполнен в видеблока деления, содержащего два диодныхмоста 13 и 14, подключенные входными диагоцалями к вторичным обмотка 7 и 12 соответственно, первого 6 и второго 1 О выходных трансформаторов, а выходными диагоналями через сглаживающие емкости 15и 16 - к входам логометра 17.Устройство работает следующим образом,Введем следующие обозначения:Енапряжение питания измерительного моста;1-. индуктивные сопротивления первичцых обмоток 4, 5 и 11;Х, ем костные сопротивления междуэлектродами 2 и 9, 3 и 9 дифференциального емкостного преобразователя 1 и в начальном положециц центрального электрода 9;ЛХ, -- приращение емкостного сопротивления между электродами 2 и 9, 3 и 9при перемещении центрального электрода 9;ток, протекающий через обмотку 4;1 з - ток, протекающий через обмотку 5;1 з - ток, протекающий через обмотку 11;1 - напряжение на обмотке 4;(1 з -- напряжение ца обмотке 5;Оз - напряжение на обмотке 11;Л сопротивления взаимной индуктивности обмоток 4 и 5.11 ри перемещении центрального электрода 9 ца выходной диагонали измерительного моста получаем напряжение(2 Х+Хы+Х, )+ив2 Х, +Хм)(Е - Хъ 1 з)ЛХс--- 2 (2 Х +Хн+Хв ) - ЛХс Из закона Кирхгофа 1 1 1 Е Х, 1 з(2 Х, +Х,)+АХ,и идентичности Хдля обмоток 4, 5 и 11 следует выражение для напряжения на выходе второго трансформатора Ьывв=1 зХ=1 Х, +1 Х=(2 Хд +Хн +Хс ) - ЛХС вторичных обмоток 7 и 12 выходных трансформаторов 6 и 10 соответственно напряжение, пропорциональное Овыхи (/вылз поступает на входы блока 8 деления. В результате выполнения операции деления получаем следующее значение выходной величины; Х (2 Х, +Х+Хв ) О (Х+Х ) 11 Как видно из последней выражения, функция преобразования устройства является линейной и не зависит от нестабильности напряжения источника питания измерительного моста. Формула изобретения 1. Устройство для измерения перемещений, содержащее дифференциальный емкостный преобразователь, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды емкостного преобразователя, во вторые два плеча - первичные обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к блоку обработки сигнала, центральный электрод емкостного преобразователя, соединенный с контролируемым объектом, источник питания переменного тока, подключенный к входной диагонали мостовой измерительной схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен второй выходной трансформатор,1444618 Составитель К. Тавлинов Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор М. Васильева Заказ 6479/40 Тираж 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11 росктная, 4первичная обмотка которого выполнена идентичной первичным обмоткам первого выходного трансформатора и включена в диагональ мостовой измерительной схемы последовательно с источником питания переменного тока, а вторичная обмотка подключена к блоку обработки сигнала, выполненному в виде блока деления. 2 Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок деления выполнен в виде двух диодных мостов, подключенных входными диагоналями к вторичным обмоткам первого и второго выходных трансформаторов соответственно, а выходными диагоналями через сглаживающие емкости - к входам лого- метра.