Устройство для измерения перемещений

Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1 803602(5)М. Кл. 601 В 7/00 Гееударстеееай кеантет СССР в аелам кзебретеикХ и еткрмтиХ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕШЕНИЙ 3Изобретение относится к области из.мерения перемещений и может быть использовано в системах контроля и регулирования в качестве преобразователя неэлектрических величин положения обьекта в электрические сигналы.Известны устройства для измерения перемешений, содержашие емкостный дифференпиальный датчик и операпионный усилитель1 Недостатком известных устройств является наличие погрешности измерения, вызванной воздействием факторов внешней среды.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для измерения перемешений, содержащее генератор разнополярных импульсов, выполненный на операционном усилителе, дифФеренциальный преобразователь и два электронных ключа2 .Недостатком этого устройства является низкая точность измерений,: вызванная дестабилизируккпим впияниемэлементов устройства.Цель изобретения - повышение точности измерения.Это достигается тем, что устройство, снабжено ннвертпром, вход которогосоединен с выходом операционного усилителя и с управляюшим входом первогоключа, а выход подключен к управляюшему входу второто ключа, ключи подключены параллельно плечам дифференциального преобразователя, один из выходов которого соединен с инвертируюшим входом операционного усилителя,а другой с обшим проводомНа чертеже представлена блок-схемаустройства,Устройство содержит конденсаторы1 и 2 дифференпивльного преобразователя, операпионный усилитель 3, потенпиометр 4, включенный на выходе операпнеонного усилителя 3, первый ключ 5, втоврой ключ 6, инвертор 7, сглаживающий5 1 О 15 20 23 М ЯЗ Ю фильтр 8, подключенный к выходу операционного усилителя 3 и резистор 9 обратной связи, включенный между выходоми инвертируюшим входом операционногоусйлителя 3.Устройство работает следующим образом.В момент времени, когда на выходеоперационного усилителя 3 положительное напряжение, ключ 5 закрыт, а ключ6 открыт отрицательным напряжениеминвертора 7, т. е, обкладки конденсатора 2 эакорочены.В качестве электронныхключей могут быть применены полевыетриоды проводимости канала, сток - исток которых управляегся потенциаломзатвора или оптронные ключи с оптической развязкой цепи управления).Напряжение на инвертирукипем входеоперационного усилителя 3 стремится кпотенциалу выходного напряжения операционного усилителя 3 с постояннойвремени, определяемой емкостью конденсатора 1 и величиной резистора 9обратной связи, и когда оно становитсяравным напряжению на неинвертирукпемВходе операционного усилителя 3, величина которого задается потенциометром4, выходное напряжение операционногоусилителя 3 скачком меняется на отрицательное. При этом ключ 5 открывается отрицательным напряженим с выходаоперационного усилителя 3, закорачиваяобкладки конденсатора 1 и разряжаяего до нуля, а ключ 6 закрывается положительньм напряжением с инвертора7. Конденсатор 2 начинает заряжаться доотрицательного потенциала на выходеоперационного усилителя 3 с постояннойвремени, определяемой величиной емкостиэтого конденсатора и величиной резистора 9 обратной связи,Когда отрицательное напряжение наконденсаторе 2 равно и на инВертируюшем входе усилителя 3 становится равным напряжению на неинвертируюшем,входе, выходное напряжение вновь скачком меняет знак.и становится положительным. Ключ 5 закрывается, юпоч 6открывается, шущируя конденсатор 2и разряжая его до нулевого потенциала, Напряжение на конденсаторе 1 вновьвозрастает, стремясь к потенциалу нап-.ряжения на выходе операционного усилителя 3.ф ормул а изобретения Устройство для измерения перемещений, содержащее генератор разнополярных импульсов, выполненный на операционном усилителе, дифференциальный преобразователь и два электронных ключа,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что; сцелью повышения точности измерения,оно снабжено инвертором, вход которогосоединен с выходом операционного усилителя и с управляющим входом первогоключа, а вьасод подюпочен к управляющему входу второго ключа, ключи подключены параллельно плечам дифференциального преобразователя, один из выходовкоторого соединен с инвертируюшимвходом операционного усилителя, а другой - с общим проводом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3729991,кл. 73-136 А, 1973,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2166569/28,.кл. 601 В, 1975 (прототип). Описанные процессы повторяются, происходит генерация разнополярных импульсов,При этом, длительность положительных импульсов пропорциональна величине емкости конденсатора 1, а длительность отрицательных импульсов - величине емкости конденсатора 2.Выходное напряжение, снимаемое с фильтра 8 и являющееся постоянной составляющей периодической последовательности разнополярных импульсов, пропорционально угловому или линейному перемещению подвижного электрода дифференциального емкостного датчика. При постоянстве амплитуд положительных и отрицательных импулы:ов, что можно обеспечить, приМенив на, выходе генератора двухполярные ограничители напряжения на стабилжронах, пропорциональное увеличение или уменьшение длительностей положительных и отрицательных импульсов, вызванное изменением сопротивления обратной связи или емкостей датчика при изменении условий окружающей среды, погрешностей в измерение не вносгг. Благодаря этому повышается точность измерения перемещений.Заказ 10780 Г пиал ППП Патент, г. Ужгоро роектная,Тираж 600 Подписное ВНИИПИ Государсзъенного комитетпо делам изобретении и открыг 113035, Москва, Ж, Раушская