Емкостный измеритель перемещений

ОП ИСАНИИИЗОБРЕТЕН ИЯВокэСКОМУ СВИДЛ 1 эСТВУ Сфвз СоветскихСфциалмстлчесиихреслублии и 920356(53)М. Кл. а О 1 В 7 ОО с присоединением заявки М ЪФуаарктвкквмк квинтет С 6 ФР аф ювяаи язабрвтвннй н вткрьпвй .(53) УДК 621,317. .39:531.717 (088 8) Дата опубликования описания 15,04.82 эФ. Б, Гриневич, М. Н, Сурду, Г, И. Войченко, Ж, П.и И. П. Забудский(54) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИзобретеНие отно, иой технике, а име ний. Известен емкости содержащий диффере схему обработки иэоизмерительию перемещеь перемещений онденсатор и сигнала 11),ится к электрнно к измерен ти измерит нциальнтяй мерительно вляется повышение Целью изобретености измерения. Недостаток этого измерителя - низкая точ. ность измерения.Наиболее близким ио технической сущио. сти к изобретению является емкостныйизме- та ритель перемещений, содержащий емкостный преобразователь с потенциальным, экранирующим и токовыми электродами, генератор, нод. ключенный к потенциальному электроду преобразователя, индикатор равновесия, компарат 5 тор токов с двумя, дифференциальными об. мотками,подключенными к токовым электродам преобразователя, регулируемой обмоткой, обмоткой смещения, включенной последова. тельно между общей точкой дифференциальных,20 обмоток и первым выводом регулируемой обмотки, и указательной обмоткой, подключенной к индикатору равновесия 21. Недостатком известного устройства являетсянизкая точность измерения. Это обусловленоналичием некоторого ненулевого потенциалана экранирующем электроде. Указанный иотен.циал возникает за счет того, что через емкостьмежду потенциальным и экранирующим злек.тродамн проходит ток, протекающий затем попроводу, заземляющему экранирующий элек.трод. Так как сопротивление этого проводане равно нулю (оно особенно резко возрастает в тех случаях, когда для повышения бы.стродействия увеличивают рабочую частоту),то падение напряжения на этом проводе засчет протекания по нему тока и определяетпотенциал экраннрующего электрода. Под действием этого потенциала через емкость междуэкраннрукпцим и токовым электродами протекает ток, который, суммируясь с рабочим то.ком токового электрода, изменяет его и вызы.вает появление мультипликативпой погрешно.сти,3 9203Поставленная цель достйгается тем, что измеритель снабжен повторителем напряжения, вклю.ченным между экранирующим электродом ивторым выводом регулируемой обмотки.На чертеже приведена блок. схема емкост Вного измерителя перемещений,Измеритель содержит генератор 1, дифференциальный емкостный преобразователь 2 с потенциальным электродом 3, подключенным кгенератору 1, экранирующим электродом 4 и 16токовыми электродами 5, компаратор 6 то.ков с двумя дифференциальными обмотками7 и 8, обмоткой 9 смещения, регулируемойобмоткой 10 и указательной обмоткой 11, де.тектор 12 равновесия, вход которого подклю.чен к указательной обмотке 11, и повторитель13 напряжения, вход которого подключен кэкранирующему электроду 4,Устройство работает следующим образом.Напряжение от генератора 1 поступает напотенциальный электрод 3 преобразователя 2и вызывает протекание токов через частичныеемкости между потенциальным и токовымиэлектродами. Разность указанных токов линей.но связана с измеряемым перемещением, Токиэлектродов 5 проходят по дифференциальнымобмоткам 7 и 8 и последовательно соединенным обмотке 9 смещения н регулируемой об.мотке 10 и через малое выходное сопротивле.ние повторителя 13 напряжения. Протеканиеэтих токов по обмоткам компаратора 6 токоввызывает появление сигнала неравновесия вуказательной обмотке 11, подключенной к детектору 12 равновесия; Последний анализируетсигнал неравновесия и изменяет число витков35регулируемой обмотки 10 так, что результирую.щий магнитный поток в компараторе б. токовсводится к нулю, Равновесное число витков ре.гулируемой обмотки 10 пропорционально изме., ряемому перемещению.Ток, протекающий через емкость между по.,тенциальным 3 и экранирующим 4 электрода.ми, замыкается через проводник идущий отпреобразователя 2 на общую точку измеритель 56 фной цепи, Он вызывает падение напряжения на сопротивлении этого провода, и, следовательно, появление некоторого напряжения на экранирующем электроде 4. Зто напряжение поступает на повторитель 13 напряжения и воспроизводится на его выходе. В результате все. обмотки компаратора б токов и токовые электроды 5 оказываются под таким же потенциалом, что и экранирующий электрод 4. Очевидно, что при этом ток через емкость между упомянуты ми электродами протекать не будет и, тем са. мым, устраняется погрешность измерения за счет неэквипотенциальности токового и экране. рующего электродов.Формула изобретенияЕмкостный измеритель перемещений, содер.жащий емкостный преобразователь с потенциюцным, экранирующим и токовыми электродами,генератор, подключенный к потенциальномуэлектроду преобразователя, индикатор равновесия, компаратор токов с двумя дифференциальными обмотками, подключенными к токовым, электродам преобразователя, регулируемой обмоткой, обмоткой смещения, включенной последовательно между общей точкой днфференциальных обмоток и первым выводом регулируемой обмотки, и указательной обмоткой,подключенной к индикатору равновесия, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повы-.шения точности измерения, он снабжен повто.рителем напряжения, включенным между экрапирующим электродом и вторым выводом ре.гулируемой обмотки.Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1. Ацюковский В. А. Емкостные преобразователи перемещений. М-Л., "Знергия"; 1966,с, 21-28.2, Авторское свидетельство СССР по заявкеУ 2198036/28, кл. 6 01 В 7/00, 1975 (прототип),920356 Редакто ерсиянцева аказ 2313/38 одписное ета СССытий 5.Составитель В. НиколаеТехред Т. Маточка Тираж 6 И ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушск