Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ СоветскихСоциалистическихРеспублес п 861925(53)М. Кл. с присоединением заявкиС О 1 В 7/00 Гееудерстеаииый кюнитет СССР ао делен изебретеиий и открытий(5+) ЕМКОСТЯОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ М ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ным атора е и и, раскреплвижны пот траисфорений переметельной по- ловленной при измех секций умень ызванв дифа маторно ектрод Изобретение относится к электро= тенЦиальным электродом, подклюизмерительной технике,а именно к . к вторичной обмотке трансформизмерению линейных или угловых пере- напряжений, токовым электродамещений при помощи дифференциальных ленным на механически жесткоемкостных датчиков. ные между собой секции, и под5Известны устройства для измерения экранирующим электродом с окна.перемещений при помощи дифференци- расположенным между токовым .иальных емкостных преобразовате- альным электродами 121.лей 11). Недостаток известногоНедостаток известных устройств маторного моста для измертозаключается в том, что они обладают щеиий заключается в значизначительной погрешностью измерений, грешности измерения, обусобусловленной влиянием краевых эффек- влиянием краевых эффектовтов. ренин перемещения на краяНаиболее близким по технической токового электрода.сущности к изобретению является ем- Целью изобретения являетсякостный трансформаторный мост для аение погрешности измерения, визмерения перемещений, содержащий. ной влиянием краевых эффектовтрансформатор напряжений, компара- Ференциальном емкостном преобртор токов с регулируемой и двумятеле.дифференциальными обмотками, блок Поставленная цель достигаетуравновешивания, дифференциальный тем,что в емкостном трансфоремкостный преобразователь с перемен- мосте для измерения перемещениной активной площадью пластин, с по.- личество секций токового эл1925 3 8 б выбрано равным или больше пяти, под-с вищный экранирующий электрод выполнен с количеством окон равным или больше двук, компаратор токов выполнен с обмоткой смещеиия, включен ной последовательно с регулируемой обмоткой, а мост снабженкоммутатором, включенным между токовым электродом н компаратором токов,Размеры секций токового электрода целесообразно выбирать из условия:1 фс ф мокГде 5с - максимальное перемещение, измеряемое безпереключения секцийтокового электрода;ЬВ - размер зоны краевогоэффекта;Ь- размер межоконного промежутка экранирующегоэлектрода;1 с - число секций токовогоэлектрода, размерыокон экранирующегоэлектрода выбраны изсоотношения: ф =о (1 фмсцссР где йо- ширина окна экранирующего электрода. Коммутатор выполнен в виде групп из трех ключей, число которых равно числу секций токового электрода, все ключи группы одним выводом подключены к соответствующей секции токового электрода, один из ключей группы вторым выводом подключен к общей точке, а два других - к обмоткам компаратора токов.На чертеже изображена принципиальная схема емкостного трансформаторного моста для измерения перемещений.Устройство измерения перемещений . содержит трансформатор 1 напряжения, дифФеренциальный емкостной преобразователь 2 с .переменной активной площадио пластин, состоящий из потенциального электрода 3, экранирующего подвижногоэлектрода 4 с двумя окнами Ь и б и токового электрода 7, разделенного иа секции 8 - 12, комму- татор 13, компаратор 14 токов с дифФерецциально включенныя обмотками,15 и 16, обмоткой 17 смещений, регу- . лируемой 18 и указательной 19 обмотками и блок 20 уравновешивания. По,тенциальный элекрод 3 преобразовате 4ля 2 подключен к вторичной обмоткетрансформатора 1 напряжения. Проводящая поверхность экранирующего электрода 4 заземпена, а секции 8 - 12токового электрода 7 при помощи коммутатора 13 подключаются к дифференциальным обмоткам 15 и 1 б компаратора14. Секции токового электрода 7, неподключенные в данный момент к об 10 моткам компаратора 4 токов,подключаются, к общеи точке контактами коммутатора 13. Обмотка 7 служит длясмещения нуля .прибора, а обмотка18 - для его уравновешивания при помощи блока 2 О уравновешивания,В исходном состоянии, когда измеряемое перемещение равно нулю,ок"5 экранирую 1 цего электрода находитсянад секциями 8 и 9 токового электрода 7, а окно б находится,над секциями 1 О и 11 токового электрода 7. Приэтом к дифференциальным обмоткам15 и 1 б при помощи коммутатора 13подключены секции 8 и 9. Секция 8в этом положении открыта на 3/4,а секция 9 - на 1/4 площади. Поэтому токи, протекающие по дифференциальным обмоткам 15 и 16 компаратора 14токов, соотносятся как 3:1. Суммарный ток секций проходит по обмотке17 смещения, Число витков этой обмоткивыбрано таким образом, что в Исход"ном положении суммарный магнитный поток, создаваемый дифференциальщнчиобмотками 15 и. 1 б и обмоткой 17 сме 35щения равен нулю, Поэтому мостоваяизмерительная цепь уравновешена принулевом значеийи числа виткоВ регулируемой обмотки 18. При перемещенииподвижного экранирующего электрода404 (на чертеже вверх ) уменьшается неэкранированная площадь секции 8 иувеличивается - секции 9. В компараторе 14 токов при этом возникаетмагнитный поток, который компенсиру 45 ется увеличением числа витков регулируемой обмотки 18. Когда экраннрующий электрод сместится так,что секция 8 будет открыта на 1/4, а секция9 на 3/4, 1 т,е. на половину ширины50 секции 7, регулируемая Обмотка 18будет иметь максимальное число витков. При дальнейшем смещении вверхподвижного электрода 4 при помощикоммутатора 13 к компаратору токов55 подключаются. секции 11 и 12 токовогоэлектрода, которые вместе с окном6 образуют дифференциальный конденсатор. На этой паре секций также861925 7группы вторым выводом подключен кобщей точке, а два других - к. обмот-кам компаратора токов. Источники информации,принятые во внимание при экпсертизе8 1. Ацюковский В.А. Емкостные преобраэователи перемещений, М-Л., "Энергия", 966, с. О"41,2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2198036/28, 09.2.75861 925 Сост вигель А удактор С, Титова Техред М. РейвесКорректор Н.Шв Тираж 642дарственногоелам изобретениква, Ж, Ра каз б 52 б/33 ВНИИЙИ Гос Подписномитета СССРй и открытийущская наб., д,1303 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4