Емкостный трансформаторный мостдля измерения перемещений

Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаЯвлено 170 779 (21) 2799089/18-28с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 2304,81, Бюллетень КЯ 15Дата опубликования описания 230481 51)М Клз С 01 В 7/00 Государственный комитет СССР оо дедам изобретений и открытий(54 ) ЕМКОСТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫИ МОС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ 5 ванедре О 5 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механическихперемещений в любой отрасли,Известен емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений,содержащий дифференциальный емкостной преобразователь, источник питания и схему обработки измерительного сигнала 111.Недостатком известного устройстявляется сложность реализации иостаточно высокая точность измения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется емкостной трансформаторныймост для измерения перемещений, содержащий генератор питания, трансформатор напряжения с первичной обмоткой, один вывод которой соединенс генератором питания и регулируемойвторичной обмоткой, первый компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, второй компаратор токов с дифференциальными и вторичной обмотками, дифференциальный емкостной измерительный преобразователь перемещений с потенциальным и дифференциальным токовыми электродами, подключенУкраинской СР , ,ными к дифференциальным обмоткам первого компаратора токов, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель равновесия, вход которого подключенк указательной обмотке первого компаратора токов, а выход связан с регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения, и вторую образцовую меру емкости,. подключенную однимводом к первой дифференциальной мотке второго компаратора токов, вторая дифференциальная обмотка которого подключена к точке соединения дифференциальных обмоток первого компаратора токов. Устройство содержит также усилитель переменного тока, входящий в цепь обратной связи 2 .Однако это устройство обладает невысокой точностью измерений, обусловленная тем, что коэффициент передачи усилителя ограничен условиями устойчивой работы устройства.Это обстоятельство не позволяет использовать усилители . высоким коэффициентом передачи, а следовательно не позволяет в полной мерескомпенсировать погрешность измере-. ния перемещений, связанную с нестабильностью геометрических и электро- физических параметров воздушного промежуткй между электродами дифференциального емкостного измерительного преобразователя перемещений.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений снабжен интегратором, вход которого подключен ко вТоричной обмотке второго ком паратора токов, а выход - ко второму выводу первичной обмотки трансформатора напряжения, а второй вывод вто рой образцовой меры емкости и потенциальный электрод преобразователя соединены с генератором питания.На чертеже представлена блок-схема устройства. 20Она содержит генератор 1 питания, трансформатор 2 напряжения с регулируемой вторичной обмоткой 3, первый компаратор 4 токов с дифференциальными обмотками 5 и 6, дополнительной обмоткой 7 и указательной обмоткой 8, второй компаратор 9 токов с дифференциальными обмотками 10 и 11 и вторичной обмоткой 12, дифференциальный емкостной измерительный преобразователь 13 перемещений с потенциальным электродом 14 и дифференциальными токовыми электродами 15 и 16, подключенными к дифференциальным обмоткам 5 и 6 первого компаратора 4 токов, первую образцовую З 5 меру 17 емкости, включенную между регулируемой обмоткой 3 трансформатора 2 напряжения и дополнительной обмоткой 7 первого компаратора 4 токов, указатель 18 равновесия, подклю ченный к указательной обмотке 8: первого компаратора 4 токов, интегратор 19, вход которого подключен ко вторичной обмотке 12 второго компаратора 9 толов, вторую образцовую меРУ 45 20 емкости, включенную между генератором 1 питания и дифференциальной обмоткой 11 второго компаратора 9 токов,. при этом первичная обмотка трансформатора 1 напряжения включена междугенератором 1 напряжения и выходом интегратора 19, а потенциальный электрод 14 дифференциального емкостного измерительного преобразователя 13 перемещений подключен к генератору 1 питания. 55Устройство работает следующим образом.При отклонении положения подвижного электрода преобразователя 13 относительно исходного положения в що сердечнике компаратора 4 токов возникает нескомпенсированная магнитодвижущая сила, приводящая к появлению сигнала неравновесия в указательной обмотке 8. Под действием этого сигнала Указатель 18 равновесия путем коммутации числа витков сбмотки3 трансформатора 2 напряжения изменяет ток, протекающий по дополнительной обмотке 7 компаратора 4 токов итем саьым, восстанавливает равновесие моста. В результате число витковобмотки 3 оказывается пропорциональным новому значению измеряемого перемещения,Для компенсации влияния на, результат измерения нестабильности параметров преобразователя 13 в устройствеимеется компенсационная ветвь, которая содержит устойчиво работающиефункциональные узлы мостовой измерительной цепи: трансформатор 2 напряже.ния, образцовую меру 17 емкости, первый компаратор 4 токов, второй компаратор 9 токов и интегратор 19.Подобная структура устройства позволяет поддерживать постоянным поамплитуде и фазе суммарный ток дифференциальных электродов 15 и 16 преобразователя 13 перемещений, независимо от нестабильности геометрически".и электрофизических параметров воздушного промежутка между потенциаль"ным электродом 14 и токовыми электродами 15 и 16 преобразователя 13 перемещений, что позволяет повысить .точность измерения,Формула изобретенияЕмкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий генератор питания, трансформатор напряжения с первичной обмоткой, один вывод которой соединен с генераторж питания, и регулируемой вторичной обмоткой, первый компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, второй компаратор токов с дифференциальными и вторичной обмоткой, дифференциальный емкостной измерительный преобразователь перемещений с потенциальным и дифференциальным токовыми электродами, подключенными к дифференциальным обмоткам первого компаратора токов, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель равновесия, вход которого подключен к указательной обмотке первого компаратора токов, а.выход связан с регулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения, и вторую образцовую меру емкости, подключенную одним выводом к первой дифференциальной обмотке второго компаратора токов, вторая дифференциальная обмотка которого подключена к точке соединения дифференциальных обмоток первого компаратора токов, о т л и ; а ю щ и й823828 Составитель В. НиколаевРедактор Н. Кончицкая Техред Н. Ковалева екторВ. Синицк я,Тирад б 42осударственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д Заказ 2081/52ВНИИПИпо1130 35 Подписное/5 ППП "Патент Ужгород, ул, Проектна л с я тем, что, с целью повыаения точности измерения, он снабжен интегра,тором, вход которого подключен ковторичной обмотке второго компаратора токова выход - ко второму выводу первичной обмотки трансформаторанапряжения, а второй вывод второйобразцовой меры емкости и потенциальный электрод преобразователя соединены с генератором питания. Источники и нформации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2692948/25-28,кл. 6 01 В 7/00, 1979. 2Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2723594/28,кл. 0 01 В 7/00, 1979 (прототип).