Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений

(22) Заявлено 21,08,78(21) 2660275/18-28 (51) М, Кл,2 с присоединенйем заявки Рй 6 01 В 7/00 Государственный комитет СССР(23) Приоритет Опубликовано 15,04.80, Бюллетень ,% 14Дата опубликования описания 15,04.80 но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Институт электродинамики АН Украинской ССР(71) Заявитель МКОСТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ЙббЕ:ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений.Известно устройство для измеренияперемещений, содержащее трансформатор напряжения, емкостной дифференциальный первичный преобразователь,компаратор токов (Ч,Недостатком известного устройстваявлются невысокая точность измерения.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками, основной компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательнойобмотками, дифференциальный емкостиый первичный преобразователь с потенциальным электродом, подключенным кнерегулируемой обмотке трансформатора напри;кения и диффоренцнвльными токовьп,:и электроувмп, подключенными 2 к дифференциальным обмоткам основного компаратора токов, образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой основного компаратора. токов и указатель равновесия, подключенный к указательной обмотке основного компаратора токов 12,Белью изобретения является повьпление точности измерения,Цель достигается тем, что емкост-. ной трансформаторный мост снабжен последовательно включенными вспомогательной образцовой мерой емкости и управляемым делителем напряжения, ко торые подключены параллельно основной образцовой мере емкости, дополнительным компаратором токов с двумя,дифференциальными и вторичной обмотками,20 интегратором, входом, подключенным ко вторичной обмотке дополнительного компаратора токов, фаэочувствительным детектором, опорцый вход которого подключен к нерегулируемой вторичной3 7279оомотке трансформатора напряжения, сиг,нальный вход подключен к выходу интегратора, а выход подключен к управляЬшему входу управляемого делителя напряжения, дополнительной образцовой мерой емкости, включенной между нерегулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и одной из дифференциальных обмоток дополнительного компаратора токов, другая дифференциальная обмотка которого включена последовательно с дифференциальными обмотками основного компаратора токов.На чертеже приведена блок-схема емкостного трансформаторного моста дляизмерения перемещений,Устройство содержит трансформатор 1напряжения с регулируемой 2 и нерегулируемой 3 обмотками, компаратор 4токов с дифференциальными 5 и 6, дополнительной 7 и указательной 8 обмотками, емкостной преобразователь 9 перемещений с токовыми электродами 10 и11, подключенными к дифференциальнымобмоткам 5 и 6 компаратора 4 токов,и потенциальным электродом 12, подключенным к нерегулируемой обмотке 3трансформатора 1 напряжения, основнуюобразцовую меру емкости 13, включенную между регулируемой обмоткой 2 30трансформатора 1 напряжения и дополнительной обмоткой 7 компаратора 4 то ков, а также детектор 14 равновесия,подключенный к указательной обмотке 8компаратора 4 токов, дополнительныйкомпаратор 15 токов с двумя дифференциальными 16 и 17 и вторичной 18 обмотками, интегратор 19, подключенный квторичной обмотке 18 дополнительногокомпаратора, фазочувствительный детектор20, вход которого соединен с выходом интегратора 19, последовательно соединенные управляемый делитель 21 напряженияи вспомогательная образцовая мера емкости 22, включенные параллельно с осв . новной образцовой мерой емкости 13, атакже дополнительную образцовую меру емкости 23, включенную между нерегулируемой обмоткой 3 трансформатора 1 напряженяа идифференциальной обмоткой 17дополнительного компаратора 15 токов,Устройство работает следующим образом.Напряжение с нерегулируемой обмотки 3 трансформатора 1 напряжения подает-ся аа потенциальный электрод преобразователя 9 н вызывает появление токов,протекающих по токовым электродам 10 75 4и 11 преобразователя 9 и дифференциальным обмоткам 5 и 6 компаратора 4 токов. Эти токи создают в сердечнике компаратора 4 токов магнитный поток, пропорциональный; измеряемому перемещению потенциальньго электрода 12 относительно своего исходного состояния. Указан ный магнитный поток компенсируется противофазным магнитным потоком, создаваемым током, протекающим через основную образцовую меру емкости 13 и дополнительную обмотку 7 компаратора 4 токов. Суммарный ток токовых электродов 10 и 11 преобразователя 9 проходит по дифференциальной обмотке 16 дополнительного компаратора 15 токов и сравни-, вается с током дополнительной образцовой меры емкости 23. При номинальных значениях нестабильных характеристик преобразователя эти токи создают в дополнительном компараторе 15 токов равные по величине и противоположные по знаку магнитные потоки, компенсирующие друг друга. Поэтому поток, наводимый во вторичнойобмотке 18 компаратора 15 равен нулю. Суммарный ток токовых электродов 10 и 11 преобразователя 9 не зависит от измеряемого перемещения, но зависит от нестабильных геометрических и электрических характеристик зазора преобразователя 9. Поэтому при отклонении характеристик зазора от номинальных равновесие в дополнительном компараторе нарушится, и на выходе интегратора появится напряжение, пропорциональное этому отклонению. Это напряжение выпрямляется при помощи фаэочувствительного детектора 20 и .подается на вход управления управляемого делителя 21 напряжения, В результате этого через вспомогательную образцовую меру 22 емкости будет протекать ток, пропорциональный изменению суммарного тока преобразователя. Поэтому при изменении характеристик зазора преобразователя 9 не будет изменяться число витков регулируемой обмотки 2 трансформатора 1 напряжения, по которым производится отсчет измеряемого перемещения.При этом уменьшается влияние характеристик зазора преобразователя на результат измерения, что позволяет существенно повысить точность изменения,Формул а изобретенияЕмкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий7279 Составитель В, Николаеведактор Е. Зубиетова Техред М. Келемеш Корректор Г. Решетник Зака 119/40 Т БНИИПИ Госуда п 6 делам изо 13035, Москва, Подписноета СССР ираж 801 ственного кретений и отЖ, Рауш крытийская наб.,/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5трансформатор напряжения с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками, основной компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, дифференциальный емкост ный первичный преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения и дифференциальными токовыми электродами, подключенными к дифференциальным обмоткам основного компаратора токов, образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой основного компаратора токов, и указатель равновесия, подключенный к указательной обмотке основного компаратбра токов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно включенными вспомогательной образцовой мерой емкости и управляемым делителем напряжения, которые подключены параллельно основной образцовой мере емкости,25 дополнительным компаратором токов с двумя дифференциальными и вторичной обГ 1 мотками, интегратором, входом, подключенным к вторичной обмотке дополнительного компаратора токов, фазочувствительным детектором, опорный вход которойподключен к нерегулируемой вторичной обмотке трансформатора напряжения, сигнальный вход подключен к выходу интегратсра, а выход подключен к управляющемувходу управляемого делителя напряжения,дополнительной образцовой мерой емкости,включенной между нерегулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряженияи одной из дифференциальных обмоток дополнительного компаратора токов, другаядифференциальная обмотка которого включена последовательно с дифференциальными обмотками основного компаратора токов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2178294/18-28,кл. 6 01 В 7/00, 1975,2. Авторское свидетельство СССР позаявке2134280/18-28,кл. б 01 В 7/00, 1975 прототип).