Устройство для измерения перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ои 977931 Союз СоветскикСоциапистическикРеспубпик4(5)М. Кл. С 01 В 7/00 аеудерстеенный камнтет аа дедам нэебретеннй н аткрытнй(53) УДК 621.317.39:531. ,717(088.8) Опубликовано 30.11.82. Бюллетень ИДата опубликования описания 30. 11.82(71) Заявитель Пензенский политехнический институт(51 т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЦЕНИЙ 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для.измерения перемещений и температуры в зоне измерения.Известно устройство для измерения линейных перемещений, содержащее емкостный первичный . преобразователь трансформатор, компаратор токов и регистратор Г 1 .Недостатком известного устройства,о является невысокая точность измерения.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения перемещений, содержащее емкостный первичныйпреобразователь, интегратор, в цепь обратной связи которого включен первичный преобразователь, источник опорного напряжения, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, источник напряжения смещения, подключенный к второму входу компаратора, ключ, включенный между входом интегратора 2и общим проводом устройства, управ" ляющий вход которого подключен к выходу компаратора, триггер,вход сбро-. са которого подключен к выходу компаратора, блок управления, выходом подключенный к установочному входу триггера, эталонный генератор, элемент И, первый вход которого подключен к выходу триггера, а второйк выходу генератора, счетчик импульсов, подключенный к выходу элемента И и регистратор, подключенный к счетчику импульсов2 3.Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения в условиях меняющейся температуры окружающей среды.Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что устройство для изм ерения перемещений, содержащее емкостный первичный преобразователь, интегратор, в397793цепь обратной связи которого включенпервичный преобразователь, источникопорного напряжения, компаратор, первый вход которого подключен к выходуинтегратора, источник напряжения сме-щения, подключенный к второму входукомпаратора, ключ, включенный междувходом интегратора и общим проводомустройства, управляющий вход которогоподключен к выходу компаратора, триггер, вход сброса которого подключенк выходу компаратора, блок управле"ния, выходом подключенный к установоч"ному входу триггера, эталонный генератор, элемент И, первый вход кото- ирого подключен к выходу триггера, авторой - к выходу генератора, счетчик, импульсов, подключенный к выходу эле" мента И, и регистратор, снабжено.блоком кодирования, включенным между ис- уф точником опорного напряжения и входом , интегратора, вторым элементом И, пер" вый вход которого подключен к выходу триггера, второй вход - к выходу генератора, а третьи входы первого и 23 второго элементов И подключены к вы," ходу блока управления, вторым счетчиком импульсов, вход которого соеди" нен с выходом второго элемента И, а выход - с управпяющим входом блока эо кодирования, и вторым регистратором, включенным на выходе второго счетчика импульсов.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, интегратор 2, емкостный первичный .преобразователь 3, компаратор 4, первыи вход которого подключен к выходу интегратора 2, источник 5 напряжения смещения, ключ 6, триггер 7, вход сброса которого подключен к выходу компаратора, блок 8 управления, эталонный генератор 9, первый 10 и второй 11 элементы И, первые входы которых подключены к вы.ходу триггера 7, вторые - к выходу генератора 9, а третьи - к выходу блока 8 управления, первый 12 и второй 13 счетчики импульсов, включенные на ф выходах соответственно первого 10 и второго 11 элементов И, первый 14 и второй 15 регистраторы, включенные на выходах соответственно первого 12 и второго 13 счетчиков импульсов, и Я блок 16 кодирования, включенный между источником 1 опорного напряжения и входом интегратора 2. 1 4Устройство работает следующим образом.При нулевом измеряемом перемещении через фиксированный коэффициент пере," дачи блока 16 кодирования сигнал от источника 1 поступает на вход интегра" тора 2. В соответствии с величиной емкости преобразователя 3, которая в отсутствие перемещения определяется известной начальной емкостью при фиксированной температуре и добавкой от изменения температуры, постоянное напряжение от источника 1, поступающее на вход интегратора 2 через блок 16 кодирования, преобразуется в линейно возрастающее напряжение, С выхода интегратора 2 линейно возрастающее напряжение поступает на вход компаратора 4, где сравнивается с напряжением от источника 5, и в момент их равенства на выходе компаратора 4 появляется импульс, .переключающий ключ 6 на входе интегратора 2, в результате чего напряжение на выходе последнего станет линейно убывающим. Таким образом на выходе компаратора 4 образуются прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна значению емкости преобразователя 3. С помощью триггера 7 и элемента И 1 эти импульсы заполняются импульсами от генератора .9, в результате чего счетчик 13 фиксируе,: число импульсов, зависящее от величины емкости преобразователя 3, пропорциональное температуре окружающеи среды (так как перемещение равно нулю), значение которой отображает регистратор 15. Одновременно код, соответствующий температуре окружающей среды, подается на вход управления блока 16 кодирования, изменяя его коэффициент передачи.После этого начинается второй этап измерения - измерение перемещения, которое воздействует на преобразователь 3, изменяя его емкость, в результате чего изменяется крутизна наклона линейно возрастающего или убывающего напряжения на выходе интегратора 2. Счетчик 12 фиксирует число импульсов, соответствующее величине измеряемого перемещения, значение которого отображает регистра- . тор 14.Изобретение позволяет повысить точность измерения перемещения путем компенсации температурной погреш5 9779 ности и расширить функциональные возможности устройства благодаря измерению температуры окружающей среды.формула изобретенияУстройство для измерения перемеще" ний, содержащее емкостный первичный преобразователь, интегратор, в цепь Ф обратной связи которого включен первичный преобразователь, источник опорного напряжения., компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, источник напряжения И смещения, подключенный к второму входу компаратора, ключ, .включенный между входом интегратора и общим проводом устройства, управляющий вход которого подключен к выходу компара" 20 тора, триггер, вход сброса которого подключен к выходу компаратора, блок управления, выходом подключенный к . установочному входу триггера, эталонный генератор, элемент И, первый вход И которого подключен к выходу триггера, а второй - к выходу генератора, счетчик импульсов, подключенный к выходу 31 Ьэлемента И, и регистратор, подключенный к счетчику импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измеренияи расширения функциональных возможностей, оно снабжено блоком кодирования, включенным между источникомопорного напряжения и входом интегратора, вторым элементом И, первый входкоторого подключен к выходу триггера,второй вход " к выходу генератора, атретьи входы первого и второго элементов И подключены к выходу блокауправления, вторым счетчиком импуль"сов, вход которого соединен с выходомвторого элемента И, а выход - с управляющим входом блока кодирования, ивторым регистратором, включенным навыходе второго счетчика импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЬ" 625128, кл. С 01 В 7/00, 1978.2. Мартяшин А.И Шахов Э.К.,Шляндин В.М. Преобразователи электри";ческих параметров для систем контроля и измерения, М., "Энергия", 1976