Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений

Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень37 Дата опубликования описания 07.10.82 2) Автор изобретения ф. Б. Гринев нститут электродинамики АН Украинской СС Й) ЕИКОСТНОЙ ТРАНСФОРИАТОРНИЙ ИОСТ ДЛЯ ИЭИЕРЕНИ ПЕРЕИЕЦЕНИЙ 15 Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к измерению перемещений с помощью дифференциальных емкостных преобразователей.Известны устройства для измере 5 ния перемещений при помощи емкостных дифференциальных преобразователей 1.1 1.Недостаток устройств заключается в большой погрешности измерения, обусловленной неидеальностью характерис-, тик преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения, коммутатор, компаратор токов, дифференциальный емкостной преобразователь перемещений с переменной активной площадью с .токовым электродом, разделенным на 20 механически жестко связанные между собой секции, подключенные через коммутатор к компаратору токов, и блок уравновешивания 2 3. 2Недостаток известного устройства заключается в большой динамической погрешности измерения.Цель изобретения - уменьшение динамической погрешности.Поставленная цель достигается тем, что блок уравновешивания выпол нен в виде детектора равновесия, подключенного к компаратору токов, последовательно включенных основног и дополнительного реверсивных счетчиков, триггера реверса, выход ко" торого подключен к управляющим входам основного и дополнительного ре,версивных счетчиков, и сумматора ко дов, счетные входы основного реверсивного счетчика и триггера реверса подключены к двум соответствующим выходам детектора равновесия, выход обоих реверсивных счетчиков подключены к входам сумматора кодов, а вход коммутатора соединен с выходом дополнительного реверсивного счетчика.На чертеже представлена принципиальная схема емкостного трансформаторного моста для измерения перемещений,Иост содержит трансформатор 1 напряжения, дифференциальный емкостной преобразователь 2 перемещенийс переменной активной площадью,состо-ящий из потенциального электрода 3,подключенного к трансформатору на Опряжения, экранирующего электрода 4с окнами 5 и 6 и токового электрода7 с секциями 8-12,коммутатор 13, компаратор 14 токов с дифференциальными обмотками 15 и 16, подключенными 15через коммутатор 13 к секциям. 8-12токового электрода 7, последовательно включенными регулируемой обмоткой 17 смещения и регулируемой обмоткой 18 и указательной обмоткой2019.,Для уленьшения динамической погрешности измерения блок 20 уравно,вешивания моста включает детектор 21равновесия, основной и дополнительные реверсивные счетчики 22 и 23, 25триггер 24 реверса и сумматор 25кодов.Прибор работает следующим. образом.При перемещении подвижного экранируащего электрода 4 между неподвижными электродами 3 и 7 преобразователя 2 изменяются активные площади секций токового электрода 7,находящихся в данный момент под окнами 5 или 6 подвижного электрода 4,Какая-либо одна из пар секций токового электрода 7 при помощи коммутатора 13 подключена к дифференциальным обмоткам 15 и 16 компаратора14 токов. Возникающий в компараторе 4014 магнитный поток компенсируетсярегулировкой числа витков регулируемой обмотки 18. Если число витковуказанной обмотки в процессе уравновешивания достигло предельногозначения (нуля или максимума), топроизводится переключение колмутатора 13 в следующее состояние и измерительная цепь доуравновешивается.Процесс уравновешивания изме 50рительной цепи и работа блока 20 уравновешивания заключается в следующем.Пусть измерительная цепь находится в некотором произвольном начальном состоянии. Детектор 21 равно 55весия анализирует состояние мостовоиизмерительной цепи, определяет необходимое направление изменения числа витков обмотки 18, устанавливает триггер 24 реверса в необходимое состояние, а затем подает импульсы на счетный вход основного реверсивного счетчика 22, управляющего числом витков обмотки 18 до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия измерительной цепи. Если на данной паре смежных секций токового электрода 7 равновесие не может быть достигнуто ( число витков регулируемой обмотки 18, а также число, занесенное в основной реверсивный счетчик 22, достигло максимума или нуля), то импульс переноса основного реверсивного счетчика 22 поступает на счетный вход дополнительного реверсивного счетчика 23, который изменяет состояние коммутатора 13 и подключает к компаратору 14 токов следующую пару смежных секций токового электрода 7. В точке равновесия измерительной цепи детектор равновесия не подает импульсы на реверсивные счетчики. По состоянию основного и дополнительного реверсивных счетчиков 22 и 23 можно однозначно определить измеряемое перемещение, для чего выходные сигналы реверсивных счетчиков 22 и 23 суммируются при помощи сумматора 25 кодов.Если скорость изменения измеряемого перемещения не превышает скорости слежения прибора, то дополнительная динамическая погрешность, измерения отсутствует. Это позволяет построить высокотоцный прибор для измерения изменяющихся перемещений.Формула изобретенияЕмкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения, ком" мутатор, компаратор токов, дифференциальный емкостной преобразователь перемещений с переменной активной площадью с токовым электродом, разделенным на механически жестко связанные между собои секции, подключенные через коммутатор к компаратору токов, и блок уравновешивания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения динамической погрев- ности, блок уравновешивания выполнен в виде детектора равновесия, подключенного к компаратору. токов,последовательно включенных основного и дополнительного реверсивных счетчиков964438 ВНИИПИ Заказ 7611/19 Тираж 614 Подписноектная,лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул триггера реверса, выход которого подключен к управляющим входам основного и дополнительного реверсивныхсчетчиков, и сумматора кодов, счетные входы основного реверсивногосчетчика и триггера реверса подклю -чены к двум соответствующим выходамдетектора равновесия, выходы обоихреверсивных счетчиков подключены квходам сумматора кодов, а вход коммутатора соединен с выходом дополнительного реверсивного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1, Ацюковский В. А. Емкостныепреобразователи перемещений. И,-Л"Энергия", 1966, с. 10-Й .2. Авторское свидетельство СССРГ 861925, кл.С 01 В 7/00, 197610 , прототип),