Емкостный измеритель перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 922930(5 )М. Кл. О 01 В 7/00 Ьфударетеанвй кемнтет СССР вю дедам хзааретеииВ н открытий(53) УДК 621. .317 39:531 717(088.8) фе,Ф.Б. Гриневич, 11.Н. Сурду, Г,И. Войченко, Б.П. Нравдев "=-и А.И. Ванюрихинр1т;чи -Институт электродинамики ЛН Украинской ССР(54) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.Известен емкостньв измеритель.:перемещений, содержащий генератор идифференциальный емкостный преобразователь1 1Недостаток известного устройствасостоит в невысокой точности измерения,1 ОНаиболее близкимпо техническойсущности к предлагаемому является емкостный измеритель перемещений, содержащий генератордифференциальныйемкостный преобразователь перемещений 5с потенциальным электродом, подключен"ным к генератору, экранирующим и токовым электродами, индикатор равно"весия и компаратор токов с указательной обмоткой, подключеннои к индикаторнору равновесия, дифференциальными обмотками, подключенными к токовымэлектродам, последовательно соединенными обмоткой смещения и регулируемой,обмоткой, подключенными к обцей точкедифФеренциальных обмоток Г 2,Недостаток известного устройствазаключается в невысокой точности измерения, обусловленной неэквипотенциальностью токовых и экранирующегоэлектродов,Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем,что емкостный измеритель перемещений,содержащий генератор, дифференциальный емкостный преобразователь перемещений с потенциальным электродом,подключенным к генератору, экранирующим и токовым электродами, индикаторравновесия и компаратор токов с указательной обмоткой, подключенной киндикатору равновесия, дифференциальными обмотками, подключенными к токовым электродам, последовательно соединенными обмоткой смещения и регулируемой обмоткой, подключенными к общей точке дифференциальных обмоток,9 У 79 Формула изобретения снабжен инвертирующим сумматором,первый вход которого подключен к потенциальному электроду преобразова- .теля, образцовой емкостью, включенной между выходом сумматора и экрани"рующим электродом, и усилителем, вход5которого подключен .к экранирующемуэлектроду, а, выход -,к второму входусумматора.На чертеже приведена блок-схемаемкостного измерителя перемещений.Устройство содержит генератор 1,дифференциальный емкостный преобразователь 2 с потенциальным электродом 3, подключенным к генератору, экранирующим 4 и токовыми 5 электродами,компаратор б токов с дифференциальными обмотками 7 и 8, обмоткой 9смещения, регулирующей 1 О и указательной 11 обмотками, индикатор 12равновесия, подключенный к указатель", ной обмотке 11, инвертирующий сумматор 13, первый вход которого подключен к выходу генератора 1, образцовую емкость 14, включенную между р 5выходом сумматора 13 и экранирующимэлектродом 4 преобразователя 2, усилитель 15, вход которого подключен кэкранирующему электроду 4, а выходк второму входу сумматора 13.зоУстройство работает следующим образом,Сигнал генератора 1, приложенныйк потенциальному электроду 3, вызывает появление токов в целях токовыхО 35электродов 5, причем разность этихтоков линейно зависит от положенияэкранирующего электрода 4, и, следовательно, от измеряемого перемещения,Токи токовых электродов 5 проходятаопо обмоткам компаратора б токов и вызывают появление в его указательнойобмотке 11 сигнала неравновесия. Этотсигнал поступает в индикатор 12 равновесия, который изменяет число витков регулируемой обмотки, 10 (уравно 45вешивает мост) так, что сводит названный сигнал к нулю. Между равновесным числом витков регулируемой обмотки и измеряемым перемещением суцествует линейная зависимость. Указанная зависимость, однако, справедлива лишь при условии, цто потенциалэкранирующего электрода 4 равен нулю.8 реальном устройстве это условие несоблюдается из-за протекания паразитного тока по емкости между потенциальным 3 и экранирующим 4 электрода.ми,30 4Этот ток протекает по заземляющему экранирующий электрод проводнику и вызывает падение на его сопротивле" нии напряжения, которое действует на экранирующем электроде 4.В случае равенства образцовой емкости 14 и емкости между потенциальным 3 икранирующим 4 электродами ток на входе усилителя 15 равен нулю. Если ие эти емкости не равны между собой, ток поступает на вход усилителя 15, с выхода которого усиленный сигнал подается на второй вход инвертирующего сумматора 13. Образованная таким образом цепь отрица" тельной обратной связи стремится уменьшить входной ток усилителя 15 до значений, близких к нулю, при этом потенциал экранирующего электрода 4 также стремится к нулю. Измерение емкости между потенциальным 3 и экранирующим 4 электродами вызывает появление сигнала на входе усилителя 15, и описанный выые процесс повторяется, сохраняя эквипотенциальность экранирующего 4 и токовых 5 электродов.Изобретение позволяет повысить точьность измерения путем уменьшения погрешности, вызванной неэквипотенциальностью экранирующего и токовых электродов емкостного преобразователя.ь Емкостный измеритель. перемещенийУ содержащий генератор, дифференциальный емкостный преобразователь перемещений с потенциальным электродом, подключенным к генератору, экранирующим и токовым электродами, индикатор равновесия и компаратор токов с указательной обмоткой, подключенной к индикатору равновесия, дифференциальными обмотками, подключенными к токовым электродам, последовательно соединенными обмоткой смещения и ре,гулируемой обмоткой, подключенными ,к общей точке дифференциальных обмо:ток, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен инвертирующим сумматором, первый вход которого подключен к потенциальному электроду преобразователя, образцовой емкостью, ,включенной между выходом сумматора и экранирующим электродом, и усили,телем, вход которого подключен к эк , 1. Авторское свидетельство СССРранирующему электроду, а выход - к по заяъке Р 2198036/18-28,второму входу сумматора. кл. С 01 В 7/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРИсточники информации,по заявке й 2974331/18-28,принятые во ьнимание при экспертизе кл, 6 О 1 0 7/00, 1980 (прототип). Составитель В. Нико Техред Ж.Кастелевич в Корректор И. Ватрушкина Ки кто 7/4 За филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Тираж 614 ВНИИПИ Государ по делам изо 3035, Москва, ЖПодписноеенного комитета СССРтений и открытийРауиская наб., д. 4/