Емкостное измерительное устройство

ОПИСАИЗОБРЕТЕНИЯ мЯЯЯрц 767586 Сокэ Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 230178 (21) 2635620/18-10с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 300 я 80, Бюллетень йо 36Дата опубликования описания 300%80 КзС 019/12 Государственный вомитет СССР по делам изобретений н открытий(54) ЕМКОСТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОНСТВО тору 1,Изобретение относится к области измерительной технике и может быть использовано при измерениях ускорений, давлений и перемещений. 5Известны преобразователи давления, ,содержащие дифференциальный конденсатор, подвижный электрод которого жестко связан с чувствительным элементом, измеритель емкостей дифференциально" го конденсатора, источник переменного тока через трансформатор подключенный к дифференциальному конденса 15Перемещение чувствительного элемента изменяет емкости дифференциального конденсатора, вызывая появление сигнала на выходе измерительной схе" мы, образованной дифференциальным конденсатором и вторичной обмоткой трансформатора питания.Иэ известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является манометр, содержащий емкостный дифференциальный преобразователь, который вместе с вторичной обмоткой трансформатора питания образует индуктивно-емкостный измерительный мост 21 . Г,:=. -. :-=-. " О -.т. :,; - НИЕ Выходное напряжение моста через усилитель поступает на промежуточный, преобразователь.Выходной сигнал этого манометра при использовании его в составе измерительной сйстемы поступает на регистрирующую аппаратуру,где производится допусковый контроль выходных параметров датчика для определения их работоспособности и говышения достоверности результатов измерения.Недостатком такого манометра в совокупности с устройством допускового контроля является низкая достоверность результатов измерения, так как состояния работоспОсобного преобра-,зователя при отсутствии измеряемого физического параметра и неисправного преобразователя не различаются.Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения за счет расширения количества выявляемых неисправных состояний конденсагорного преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в емкостное измерительное устрой" ство, содержащее последовательно соединенные преобразователь постоянного напряжения с трансформатором, дифФеРенциальный конденсаторный первичный преобразователь, согласующееустройство, промежуточный преобразователь и узел контроля уровня информативного сигнала, введены узелконтроля информативного сигнала, выполненный в виде последовательно соединенных дифференцирующего элемента,триггера, сглаживающего фильтра иусилителя, и двухвходовая схема ИЛИ,причем вход узла контроля неинформативного сигнала подключен к выходусогласующего устройства; а его выходи выход узла контроля уровня информативного сигнала подключены к входам. схемы ИЛИ,На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - блок-схемаузла контроля неинформативного сигнала,Ъ 0 15 Емкостное измерительное устройство содержит дифференциальный конденса О торный преобразователь 1 с электродами 2,3,4, размещенными на чувствительном элементе, подключенный выводами 5,6 к вторичным полуобмоткам 7,8 трансформатора 9 преобразователя 10 25 постоянного напряжения, Дифференциальный конденсаторный преобразователь 1 и полуобмотки 7,8 образуют индуктивно-емкостный мост. Выходная диагональ моста, образованная общей точ кой полуобмзток 7,8 и выводом 11 электрода 4 соединена с согласующим устройством 12, к выходу которого подключены узел 13 контроля заданно- го уровня информативного сигнала, 35 узел 14 контроля неинформативного сигнала и промежуточный преобразователь 15. Узел 14 включает последовательно соединенные дифференцирующий элемент 16, триггер 17, сглаживающий фильтр 18 и усилитель 19, причем вход дифференцирующего элемента 16 подключен к выходу согласующего устройства 12, а. выход усилителя 19 соединен с одним входом схемы ИЛИ 20, к другому входу которой подключен вы ход узла 13., Фильтр 18 (фиг. 2) представлен цепью из развязывающего конденсато-. ра 21, одна обкладка которого соединена с выходом триггера 17, а дру гая с плюсовым выводом диода 22 и через резистор 23 - с шиной нулевого потенциала, а минусовой вывод диода 22 подключен к сглаживающей ВС-цепи, включающей резистор 24 и конденсатор 55 25.Выход фильтра 18 (общая точка ре-, зистьра 24 и конденсатора 25) под- ключен к усилителю 19, который собран на транзисторе и-р-и-типа по схе ме с общим эмиттербм.Триггер 17 и усилитель-инвертор 19 запитаны от источника напряжения, минусовой вывод которогосоединен с шиной нулевого потенциала.65 Устройство работает следующим образом.С выходной диагонали моста, образованного полуобмотками 7, 8 и конденсаторным преобразователем 1 через согласующее устройство 12 информативный и неинформативный сигналыпоступают на входы узлов 13, 14 ипромежуточного преобразователя 15, Впромежуточном преобразователе 15 неинформативный сигнал отфильтровывается и с его выхода после необходимыхпреобразований на регистратор поступает только сигнал, пропорциональныйизмеряемому физическому параметру,В узле 13 неинформативный сигналтакже отфильтровывается, а информативный сигнал сравнивается с заданным уровнем, На выходе узла 13 сигнал появляется только при превышенииинформативного сигнала над з.аданнымуровнем.В узле 14 дифференцирующий элемент16 пропускает только кратковременныевыбросы напряжения неинформативногосигнала.С помощью триггера 17 и сглаживающего фильтра 18 Формируется уровень постоянного напряжения, соответствующий наличию неинформативного сигнала, а с помощью усилителя 19 выходное напряжение узла 14 устанавлива-,ется равным нулю,При исправном дифференциальном конденсаторном преобразователе 1 измеряемый физический параметр вызываетпоявление на выходе моста информативного сигнала в диапазоне от нулевогозначения до номинальной величины, который не превосходит наперед заданного уровня в узле 13, а узел 14 фиксирует наличие неинформативного сигнала. При этом на выходах узлов 13,14 и схемы ИЛИ 20 сигналы отсутствуют.Неисправные состояния дифференциального конденсаторного преобразователя1 характеризуются обрывами цепей 25, 3-6, 4-11, короткими замыканиямиэлектродов конденсаторов 2-4, 3-4.При неисправностях конденсаторногопреобразователя, которые вызывают появление информативного сигнала, превышающего заданный уровень, на выходе узла 13 и схемы ИЛИ 20 появляетсясигнал.При неисправностях, которые вызывают пропадание неинформативного сигнала на выходе мостовой измерительнойсхемы и согласующего устройства 12,выдают сигнал узел 14 и схема ИЛИ 20,По появлению сигналов на выходесхемы ИЛИ 20 определяется неисправноесостояние конденсаторного первичного преобразователя.Использование новых элементовузла контроля неинформативного сигнала и схемы ИЛИ выгодно. отличает емкостное измерительное устройство отизвестных, которые содержат лишь уз767586 формула изобретения хо НИИПИ Заказ 7183/38 Тираж 1019 Подписное ППП Патентф, г, Ужгород, ул, Поолы допускового контроля информативного сигнала, так как повышается достоверность результатов измерения засчет расширения области выявляемыхнеисправных состояний конденсаторно;го преобразователя. Емкостное измерительное устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь постоянного напряже- о ния с трансформатором, дифференциальный конденсаторный первичный преобразователь, согласующее устройство, промежуточный преобразователь и узел контроля уровня информативного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,": что, с целью повышения достоверности результатов измерения эа счет расширения количества выявляемых неисправных состояний конденсаторного преобразователя, в него введены узел контроля неинформативного сигнала, выполненный в виде последовательно сое/.диненных дифференцирующего элемента, триггера, сглаживающего фильтра и усилителя, и двухвходовач схема ИЛИ, причем вход узла контроля неинформативного сигнала подключен к выходу согласующего устройства, а его выход и выход узла контроля уровня информативного сигнала подключены к входам схемы ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 553500, кл. 6 019/12, 1976. 2. В.Н.Новицкий. Электрические измерения неэлектрических величин.Л.,1975, с. 481-484 (прототип).