Емкостный трансформаторный мост для измерения перемещений

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.07.79,(5 М, К,С 01 В 7 Государствениын комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторизобрете Ф, Б, ГриневичИнститут электродинамики АН Украинской явитель(54) ЕМКОСТНЪЙ ТРАНСФОРМАТОРНЪЙ МОС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ2 ри- ли- по- чиИзобрете тельной те нейных ил мощи диф ков. Извести ремещений ем костных Недоста чается в з ния, возни тов.пе- ных ре- екром,На чертеже принципиальн форматорного мещений,ние относится к электроизмхинке, а именно к измерениюи угловых перемещений приференциальных емкостных д ы устроиства для измерения при помощи дифференциаль преобразователей 1. ток известных устройств зак начительной погрешности изм кающей за счет краевых эфНаиболее близким по технической сущности к изобретению является емкостный трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения с вторичной обмоткой, основной компаратор токов с двумя дифференциальными обмотками и последовательно включенными обмоткой смещения и регулируемой обмоткой, коммутатор и дифференциальный ем костный преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к основной вторичной обмотке трансформатора напряжения, секционированным токовым электродом, подключенным через коммутатор к компаратору токов, и подвижным экранирующим электродом, помещенным между потенциальным и токовым у ".676860 электродами, а также блоки уравновешивания и управления 21.Недостаток известного трансформаторного моста для измерения перемещений за ключается в низком быстродействии, обусловленном ручным выбором рабочих секций токового электрода дифференциального емкостного преобразователя.Целью изобретения является повышение 10 быстродействия,Поставленная цель достигается тем, чтоблок управления выполнен в виде дополнительного компаратора токов с тремя обмотками, порогового устройства и образцовой 15 меры, а трансформатор напряжения снабжен дополнительной обмоткой, первая обмотка дополнительного компаратора включсна последовательно с регулируемой обмоткой основного компаратора, вторая об мотка дополнительного компаратора черезобразцовую меру подключена к дополнительной обмотке трансформатора напряжения, а третья обмотка дополнительного компаратора подключена к входу порого ного устройства, управляющего коммутатоизображена электрическаясхема емкостного транс- моста для измерения пере5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 55 4 / 3Мост содержит трансформатор 1 напряжения с основной 2 и дополнительной 3 вторичными обмотками, дифференциальный емкостный преобразователь 4, содержащий потенциальный электрод 5, подвижный экранирующий электрод 6 с окнами 7 и 8 и секционированный токовый электрод 9 с секциями 10, 11, 12, 13 14, коммутатор 15, основной компаратор 16 токов с дифференциальными обмотками 17, 18, обмоткой 19 смещения, регулируемой обмоткой 20 и указательной обмоткой 21. Указательная обмотка 21 подключена к входу блока 22 уравновешивания, управляющего числом витков регулируемой обмотки 20. Для автоматического выбора рабочих секций токового электрода мост снабжен дополнительным компаратором 23 токов с тремя обмотками 24, 25 и 26, пороговым устройством 27 и образцовой мерой 28.Мост работает следующим образом.На потенциальный электрод 5 дифференциального емкостного преобразователя 4 подается напряжение с вторичной обмотки 2 трансформатора 1 напряжения. В исходном состоянии (при нулевом измеряемом перемещении) электроды преобразователя находятся в положении, показанном на чертеже. При этом к компаратору 16 токов при помощи коммутатора 15 подключены секции 10 и 11 токового электрода 9, неэкранированные соответственно на з/4 и /4. Токи, протекающие через емкости между секциями 10 и 11 токового электрода 9 и потенциальным электродом 5, проходят по дифференциальным обмоткам 17 и 18 и последовательно включенным обмотке 19 смещения и регулируемой обмотке 20 компаратора 16 токов. Числа витков обмоток 17, 18, 19 и полярность их включения выбраны таким образом, что в исходном положении магнитный поток в компараторе 16 токов равен нулю и мост уравновешен при нулевом числе витков регулируемой обмотки 20. При смещении экранирующего электрода 6 изменяются дифференциальные емкости секций 10 и 11, и в компараторе 16 токов возникает магнитный поток, который компенсируется изменением числа витков регулируемой обмотки 20. Когда неэкранированные площади секций 10 и 11 становятся обратными исходным, число витков регулируемой обмотки достигает максимума, При дальнейшем перемещении подвижного электрода к компаратору 16 токов при помощи коммутатора 15 подключаются последовательно пары секций 13 - 14, 11 - 12, 14 - 10, 12 - 13. Величина измеряемого перемещения однозначно определяется числом витков регулируемой обмотки 20 и состоянием коммутатора 15, В общем случае ч исходном положении коммутатор 15 может находиться в любом из своих пяти состояний. Для того, чтобы стало возможным измерение перемещения, коммутатор 15 4должен быть включен в состояние, когда к компаратору 16 токов окажутся подключены смежные секции токового электрода 9, находящиеся в данный момент под окном 7 или 8 подвижного экранирующего электрода 6. При ручном выполнении этой операции быстродействие процесса измерения невелико. Для обеспечения автоматизации процесса выбора рабочих секций в трансформаторный мост введен дополнительный компаратор 23 токов, пороговое устройство 27, управляющее коммутатором 15, и образцовая мера 28. При помощи компаратора 23 токов сравнивается сумма токов, протекающих через две смежные секции токового электрода 9 с током, протекающим через образцовую меру 28. Числа ампервитков обмоток 24 и 25 выбираются таким образом, чтобы магнитный поток в компараторе 23 токов был равсн нулю тогда, когда к компаратору 16 токов подключена смежная пара секций токового электрода, находящаяся под окном 7 или 8 подвижного электрода 6. При этом, если к компаратору 16 токов подключена какая-либо другая пара смежных секций токового электрода 9, то ее суммарный ток будет меньше, так как она будет частично экранирована подвижным электродом 6, через обмотку 26 компаратора 23 токов будет протекать ток, под действием которого срабатывает пороговое устройство 27 и изменяет состояние коммутатора 15 до тех пор, пока магнитный поток в дополнительном компараторе 23 токов не станет равным нулю, что будет свидетельствовать о правильном выборе рабочих секций токового электрода 9. Формула изобретенияЕмкостный трансформаторньи мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения с вторичной обмоткой, основной компаратор токов с двумя дифференциальными обмотками и последовательно включенными обмоткой смещения и регулируемой обмоткой, коммутатор и дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к основной вторичной обмотке трансформатора напряжения, секционированным токовым электродом, подключенным через коммутатор к компаратору токов, и подвижным экранирующим электродом, помещенным между потенциальным и токовым электродами, а также блоки уравновешивания и управления, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, блок управления выполнен в виде дополнительного компаратора токов с тремя обмотками, порогового устройства и образцовой меры, а трансфор. матор напряжения снабжен дополнительной обмоткой, первая обмотка дополнительного компаратора включена последова.676860 Составитель А. КуликовРедактор Т. Морозова Техред А, Камышникова Корректор А. Степанова каз 1534/5 Изд,428ПО Поиск Государственного комитета СС113035, Москва, Ж, Рау Тираж 866 по делам изокая наб., д. 4 Подписно ий и открытийпография, пр. Сапунова, 2 тельно с регулируемой обмоткой основного компаратора, вторая обмотка дополнительного компаратора через образцовую меру подключена к дополнительной обмотке трансформатора напряжения, а третья обмотка дополнительного компаратора подключена к входу порогового устройства, управляющего коммутатором,бИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ацюковский В. А. Емкостные преобразователи перемещений, М - Л., Энергия,5 1966, с. 41 - 58.2. Заявка2339174, кл, б 01 В 7/00,1976, по которой принято решение о выдачеавторского свидетельства.