Устройство для измерения перемещений

ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИСПУБЛИК 1)5 6 01 В 7/00 И ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Дальневосточный политехнический институт им.В,В.Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССРМ 1490444, кл, 6 01 В 7/00, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЦЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения поступательных механическихсмещений по двум координатам и определеИзобретение относится к измеритель- ной технике и может быть использовано в машиностроении для измерения линейных перемещений.Известно устройство для измерения перемещений, содержащее емкостной датчик с чувствительным и сигнальным элементами и генератор импульсов, причем чувствительные элементы выполнены в виде четырех квадратных токопроводящих пластин изолированных одна от другой и расположенных в одной плоскости в виде квадрата, сигнальный элемент - пятая токопроводящая пластина расположена с зазором параллельно плоскости чувствительных элементов, устройство содержит также последовательно соединенные три счетных триггера, вход первого триггера соединен с выходом генератора импульсов, связанный с источником питания первый одновибратор, выход которого подключен ко. входам обнуления триггеров, перестраиваемый ге, Ы 17815 ния наличия объекта. Устройство содержит четыре токопроводящие пластины, расположенные в одной плоскости, и сигнальный элемент, образующие систему емкостей и измерительную систему, включающую генератор импульсов, четыре триггера, одновибраторы, перестраиваемый генератор, схемы совпадения, реверсивный счетчик, два регистра, ключи, мультиплексоры, схемы З-ИЛИ, схему сравнения, корректирующую и дополнительную емкости, логическую схему. Определение наличия объекта основано на отличии частот перестраиваемого генератора при наличии и при отсутствии сигнальной пластины над чувствительным элементом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. нератор, две схемы "ЗИ-НЕ", первые входы которых соединены с выходом перестраиваемого генератора, вторые входы с выходом первого счетного триггера, третьи входы, соответственно, с прямым и инверсным выходами второго счетного триггера, реверсивный счетчик, два регистра, входы которых подключены к выходам реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами схем ЗИ-НЕ, четыре управляемых ключа, через которые соединены соседние чувствительные элементы емкостнога датчика, управляющие входы первого и третьего ключа подключены к инверсному выходу третьего счетного триггера, а управЛяющие входы второго и четвертого ключа - к Прямому выходу третьего счетного триггера, три управляемых мультиплексора, первые входы первого и второго мультиплексоров соединены с четвертым и вторым чувствительными элементамй емкостного датчика, расположенными по диагонали, вторые входй с третьим чувствительным элементом, управляющие входы двух мультиплексоров соединены с прямым и инверсным выходами второго счетного триггера, а их выходы подключены к входам третьего мультиплексора, управляющий вход которого соединен с инверсным -вйхоЩВМ"третьего счетного триггера, а выходфсо фходом управления перестраиваемого генератора, второй и третий одновибраторы, входы которых подключены к прямому выходу третьего счетного триггера, схему 3-ИЛИ, первый и второй входы которой подключены соответствейно к выходам второго и третьего одновибраторов и к соответствующим входам разрешения записи первого и второго регистров, третий вход схемы, 3-ИЛИ соединен с выходом первого одновибратора, и четвертый одновибратор, вход которого соеди-нен с вмходом схемы З-ИЛИ, а егсгвыход - со входом обнуления реверсивного счетчика,Данное устройство является устройством прототипом.Основными недостатками устройства- " прототипа является наличие постоянной составляющей частоты перестраиваемого генератора, -появляющаяся за счет разбаланса емкостей,пбдключаемых к последнему при измерении координат, а также низкие функциональные возможности,.Целью изобретения являются повышенйе точности измерения, за счетустранения постоянной составляющей частоты пере,страиваемого генератора и расширение Функциональных возможностей за счет определения наличия сигнального элемента над чувствительными элементами.Для достижения поставленной цели устройство для измерения перемещений снабжено корректирующей емкостью, один выход которой подключен к первой токо- проводящей пластине чувствительного элемента, а другой заземлен; оно снабжено второй емкостью, схемой сравнения, четвертым триггером и элементом 2 И-НЕ, причем один вывод второй емкости подключен ко входу перестраиваемого генератора, а другой заземлен, первый вход схемы сравнения подключен"к входной шине счетчика, второй вхОд подключен к шине кода, выход схемы сравнения подключен к информационному входу четвертого триггера, вход синхронизации последнего подключен к выходу элемента 2 И-НЕ, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к выходам первого и второго счетных триггеров. На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения перемещений.Устройство для измерения перемеще ний содержит емкостной датчик, чувствительные элементы которого выполнены в виде четырех квадратных токопроводящих пластин 1, 2, 3, 4, изолированных друг от друга и расположенных в одной плоскости в 10 виде квадрата, сигнальный элемент датчика; выполненный в виде токопроводящей пластины 5, расположенной с зазором параллельно пластинам 1, 2, 3, 4, последовательно соединенные генератор 6 15 импульсов, три счетных триггера 7, 8, 9, связанный с источником питания первый одно- вибратор 10, выход которого подключен к выходам обнуления триггеров 7, 8, 9, перестраиваемый генератор 11, две схемы 12, 13 20 ЗИ-НЕ, первые входы которых соединены свыходом перестраиваемого генератора 11, вторые входы - с выходом счетного триггера 7, третьи входы - . соответственно, с инверсным и прямым выходами триггера 8, ревер- .25 сивный счетчик 14, два регистра 15, 16,входы которых подключены к выходам ре-.версивного счетчика 14, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами схем 12 и 13 30 ЗИ-НЕ, четыре управляемых ключа 17, 18,19, 20, через которые соединены соседние. чувствительные элементы датчика, соответственно пластины 1 и 4, 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, управляющие входы ключей 17.и 19 соеди нены с инверсным выходом счетного триггера 9, управляющие входы ключей 18 и 20 соединены с прямым выходом счетного триггера 9, три управляемых мультиплексора 21, 22. 23, первые входы мультиплексо ров 21 и 22 подключены соответственно кпластинам 2 и 4, вторь 1 е входы мультиплексоров 21 и 22 соединены с пластиной 3 емкостного датчика, управляющие входы мультиплексоров 21, 22, 23, соединены со ответственно с прямым и инверсным выходами триггера 8 и инверсным выходом триггера 9, выходы мультиплексоров 21 и 22 подключенык входам мультиплексора 23, выход которого соединен со входом управ ления перестраиваемого генератора 11,второй и третий одновибраторы 24 и 25, входы которых подключены к прямому выходу третьего счетного триггера 9, схему 26 З-ИЛИ, первый и второйвходы которой под ключены соответственно к выходам одновибраторов 24 и 25, и одновременно к входам разрешения записи регистров 15 и 16, третий вход схемы 26 3-ИЛИ соединен с выходом первого одновибратора 10. четвертый одновибратор 27. вход которого соедиакаэ 4267 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 нен с выходом схемы 26 З-ИЛИ, а выход - с входом обнуления реверсивного счетчика 14.Устройство для измерения перемещений также содержит корректирующую ем кость 28, один конец которой подключен к первой токопроводящей пластине чувствительного элемента, а другой заземлен; вторую емкость 29, схему сравнения 30, четвертый триггер 31, логическую схему 32 10 и кодовую шину 33, причем у второй емкости 29 один конец подключен ко входу перестраиваемого генератора 11, а другой заземлен; первый вход схемы сравнения кодов 30 подключен к выходной шине счетчи ка 14, второй подключен к кодовой шине 33, выход схемысравнения кодов 30 подключен к информационному входу четвертого триггера 31, вход синхронизации последнего подключен к выходу логической схемы 32, 20 первый и второй входы которой подключены соответственно к выходам первого 7 и второго 8 счетных триггеров.Формула изобретения1. Устройство для измерения переме щений по авт. св, М 1490444, о т л и ч а ющ е е.с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения постоянной составляющей, оно снабжено корректирующей емкостьюодин вывод которой подключен к первой токопроводящей пластине чувствительного элемента, а другой заземлен.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения наличия сигнального элемента над чувствительным элементом, оно снабжено второй емкостью, схемой сравнения четвертым триггером и элементом 2 И НЕ, причем один вывод второй емкости подключен к входу перестраиваемого генератора,.а другой заземлен, первый вход схемы сравнения подключен к входной шине счетчика, второй вход подключен к шине кода, выход схемы сравнения подключен к информационному входу четвертого триггера, вход синхронизации последнего подключен к выходу элемента 2 И НЕ, первый и второй которого подключены соответственно к выходам первого и второго счетных триггеров,