Емкостный преобразователь перемещений

)5 СОСУДАРСТВПО иэОБРетеПРИ ГКНТ С ННЫЙ КОМИТЕТ иям и ОТКРытия ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СЛ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения линейных перемещений, С целью повышения точности за счет увеличения линейности и помехоустойчивости пре-. образования в него введены конденсаторы 10, 11, 12, шина 13 нулевого потенциала, двухобмоточный дроссель 14,диоды 5, 19, Генератор 6 выполнен стремя гальванически изолированными выходами, а датчик 1 имеет дополнительный электрод 4, экранирующий измерительный электрод 2. Блок 15 сравнения, управляя генератором 6, поддерживает уровень тока через измерительный электрод 2 на заданном уровне.Ток, протекающий через сравнивающиеемкости 7, 8 и блок 9 выпрямления,линейно связан с перемещением, В преобразователе устранено влияние побочных емкостей и краевых эффектов датчика 1 на линейность преобразования ивоздействия помех на измерительныйэлектрод 2, 1 ил, 1548658Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерениялинейных перемещений,Цель изобретедгия - повышение точности за счет увеличения линейностипередаточной функции и помехоустойчивости преобразователя.На чертеже представлена блок-схема 10преобразователя,Преобразователь содержит датчик 1с измерительными электродами 2 и 3и дополнительным электродом 4, диод5, генератор 6 переменного тока, 5конденсаторы 7 и 8, блок 9 выпрямления, конденсаторы 10-12, дциу 13нулевого потенциала, двухобмоточиыйдроссель 14, блок 15 сравнения, резисторы 16 и 17, источник 18 опорного напряжения, диод 19Генератор б содержит три пары выводов, каждая из которых являетсявыходом генератора 6, гальваническине связанным с другими выходами, и 25вход .управления амплитудой, к которому подключен выход .блока 15 срав, недддл,Преобразователь работает следующим образом.30Высокочастотный ток генератора б,проходя через измерительный электрод2 датчика 1, выпрямляетсл диодами 5 и19. Переменная составляющая тока замыкается на шину 13 конденсаторами 1035и .11. Постоянные (выпрямленные) составляющие тока противоположной полярностипоступают через дроссель 14 надифференциальньп вхоц блока 15 срав. нения и сравниваются по величине стоками, протекающими через резисторы16 и 17, подключенные к источнику 18опорного напряжения, Блок 15 сравнения, управляя амплитудой или частотойили одновременно амплитудой и частотой выходного напряжения генерато-:ра 6, поддерживает величину выпрямленных токов на заданном уровне, приэтом величина тока, протекающего через сравнивающие емкости 7 и 8 и блок9 выпрямпения, линейно изменяется взависимости от измеряемого перемещения.Если измерительная и сравнивающие емкости 7 и 8 находятся в одинаковьгх55 условиях, то влияние диэлектрической проницаемости среды на результат преобразования исключается, Дополнительньп электрод 4 является эквипотедциальцым экраном, который устраняет паразитцую емкость и уменьшает краевые эффекты, "фокусируя" электрическое поле на поверхность измерительного электрода 3, перемещение которого измеряется. Помехи, воздействующие на измерительный электрод 2, являются сицфазными по отношению к дифференциальному входу блока 15 сравнения и ца работу преобразователя не влияют.Синфазцые высокочастотные токи, проходя через идентичные обмотки дросселя 14, включенные согласно, взаимно комгенсируются. Противофазцые выпрямленные токи проходят через обмотки дросселя 14 и поступают ца вход блока 15 сравнения.Использование предлагаемого емкостного преобразователя позволяет более чем на порядок уменьшить погрешность измерений за счет исключения монтажных емкостей и краевых эффектов в емкости датчике 1, влияющих ца линейность преобразования, увеличения помехоустойчивости преобразователя, а также обеспечит возможность измерения перемещения объектов, подключенных к шине нулевого потенциала.Формула и з о б р е т е н и яЕмкостньп преобразователь перемещений, содержащий датчик, генератор переменного тока, первый и второй конденсаторы, блок вьпрямлеция, блок сравнения, два резистора и источник опорного напряжения, отрицательный и положительный выводы ксторого через соответственно первый и второй резисторы подключены соответственно к инвертирующему и прямому входам блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу генератора переменного тока, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены шина нулевого потенциала, третий, четвертьп и пятый конденсаторы, двухобмоточцьй дроссель и два диода, генератор переменного тока выполнен с тремя парами выводов, каждая из которых является выходом генератора, гальванически изолированным от двух других выходов, а датчик выполнен в виде первого измерительного электрода, имеющего воз,.оность перемещения отцосит 1.льва второго из - мерительного злектрода в цаправлени,5 1548658 6перпендикулярном плоскостям обоих аноду второго диода, другие электролы электродов и дополнительного электро- которых подключены к первому измеда, выполненного с возможностью эк- рительному электроду датчика, вторые ранирования первого измерительного выводы второго и третьего выходов5электрода со стороны, противоположной генератора переменного тока через совторому измерительному электроду, ответственно первый и второй конденкоторый подключен к шине нулевого саторы подключены к входу блока вьгпотенциала, которая через третий, прямления, выход которого является четвертый и пятый конденсаторы под О выходом преобразователя, первые выключена к первым выводам соответст- воды второго и третьего выходов гевенно первого, второго и третьего нератора переменного тока через выходов генератора, переменного тока, соответственно первую и вторую обмотвторые выводы которых подключены соот- ки двухобмоточного дросселя подклюветственно к дополнительному электро чены соответственно к,инвертирунчцеду датчика, катоду первого диода и му и прямому входам блока сравнения.Составитвь В.Падолян Редактор Н.Бобкова Техред М.Ходанич Корректор М.ПожоЗаказ 135 Тираж 509 Подписное РцИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,01