Устройство для измерения перемещений в.н.нестерова

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Целью изобретения является повышение точности измерений , которая достигается путем устранения погрешности нелинейности и погрешности от нестабильности источника питания. Устройство содержит дифференциальный емкостный преобразователь 1, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды 2 и 3 емкостного преобразователя 1, а во вторые два плеча - первичные обмотки 4 и 5 первого выходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого подключена к блоку 8 обработки сигнала. При перемещении центрального электрода 9 с выходной диагонали измерительного моста снимается напряжение , равное разности напряжений на первичных обмотках 4 и 5. С вторичных обмоток 7 и 12 выходных трансформаторов 6 и 10 напряжения поступают на входы блока 8 деления. В результате выполнения операции деления получается следующее значение выходной величины устройства: .-Yi, X Х(2Хг,+Х„+Х } /()}.(и.,../и...). где |ДА с I - приращение емкостного сопротивления между электродами 2 и 9, 3 и 9 при перемещении центрального электрода 9; XL - индуктивное сопротивление первичных обмоток 4, 5, 11; Хц - сопротивления взаимной индуктивности обмоток 4 и 5; А с - емкостное сопротивление между электродами 2 и 9, 3 и 9 в начальном положении центрального электрода; С/вых| - напряжение на выходной диагонали измерительного моста; t/ebix2 - напряжение на выходе второго трансформатора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5114 (з О1 В 7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4218880/24-28 (22) 01.04.87 (46) !5.12.88. Бюл. № 46 (75) В. Н. Нестеров (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1193451, кл. G 01 В 7/08, 1984., Авторское свидетельство СССР № 667800, кл. G 01 В 7/08, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В. Н. НЕСТЕРОВА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Целью изобретения является повышение точности измерений, которая достигается путем устранения погрешности нелинейности и погрешности от нестабильности источника питания. Устройство содержит дифференциальный емкостный преобразователь 1, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды 2 и 3 емкостного преобразователя 1, а во вторые два плеча — первичные обмотки 4 и 5 первого

„„SU„„1444618 А1 выходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого подключена к блоку 8 обработки сигнала. При перемещении центрального электрода 9 с выходной диагонали измерительного моста снимается напряжение, равное разности напряжений на первичных обмотках 4 и 5. С вторичных обмоток

7 и 12 выходных трансформаторов 6 и 10 напряжения поступают на входы блока 8 деления. В результате выполнения операции деления получается следующее значение выходной величины устройства: ЛХв=((Х, X

)((2Х +Х„+ Х )) /(Х1 +Хв1)} ((/вых / Ь вых о ), где ЛХ I — приращение емкостного сопротивления между электродами 2 и 9, 3 и 9 при перемещении центрального электрода 9:

Х, — индуктивное сопротивление первичных обмоток 4, 5, 11; Х вЂ” сопротивления взаимной индуктивности обмоток 4 и 5; Х вЂ” емкостное сопротивление между электродами

2 и 9, 3 и 9 в начальном положении центрального электрода; Увых i — напряжение на выходной диагонали измерительного моста; Увы. — напряжение на выходе второго трансформатора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

l 444618

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений с помощью дифференциального емкостного преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем устранения погрешностей нелинейности и погрешностей от нестабильности источника питания.

На чертеже изображено устройство для измерения перемещений. 10

Устройство содержит дифференциальный емкостный преобразователь 1, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды 2 и 3 ем-! костного преобразователя 1, а во вторые два плеча — первичные обмотки 4 и 5 первого выходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого подключена к блоку 8 обработки сигнала. Центральный электрод 9 емкостного преобразователя 1 соединен с контролируемым объектом (не показан), uc-,o÷HHê питания (обозначен условно -) переменного тока подключен к входной диагонали мостовой измерительной схемы. У второго выходного трансформатора 10 первичная обмотка 11 выполнена идентичной первичным обмоткам 5 и 4 первого выходного трансформатора 6 и включена в диагональ измерительного моста последовательно с источником питания переменного тока, а вторичная обмотка 12 подключена к блоку 8 обработки сигнала, который выполнен в виде блока деления, содержащего два диодных моста 13 и 14, подключенные входными диагоналями к вторичным обмотка 7 и 12 соответственно, первого 6 и второго 10 выходных трансформаторов, а выходными диагоналями через сглаживающие емкости 15 и 16 — к входам логометра 17.

Устройство работает следующим образом.

Введем следующие обозначения:

Е -- напряжение питания измерительного моста;

-- индуктивные сопротивления первич- 40 ных обмоток 4, 5 и 11;

Х, ем костные сопротивления между электродами 2 и 9, 3 и 9 дифференциального емкостного преобразователя 1 и в начальном положении центрального электрода 9; ЛХ, I — — приращение емкостного сопротивления между электродами 2 и 9, 3 и 9 при перемещении центрального электрода 9;

/ - ток, протекающий через обмотку 4;

/ — ток, протекающий через обмотку 5;

/;> — ток, протекающий через обмотку 11;

/! — напряжение на обмотке 4;

//з — — напряжение на обмотке 5;

U — напряжение на обмотке 11,X> - сопротивления взаимной индуктив- Я ности обмоток 4 и 5.

11ри перемещении центрального электрода . 1 на выходной диагонали измерительного моста получаем напряжение (E — /зХ ),Х, +Х,„) (2Х1. +Хм+Ха) — Хс (E — /зХ n(X„+Хм) (2Х„+Хи+Х, )+АХИ.

2 Х +Xм gE — Хъ /з) Хс ( — 2 2 (2Х +Хн+Х, ) — ЛХ, Из закона Кирхгофа

E — " . /з з — / +/2 — (2X +X„+Х, ) Š— Х /3

+. (2Х, +Х,„)+АХ, и идентичности Х„для обмоток 4, 5 и 11 следует выражение для напряжения на выходе второго трансформатора

1/вых =/зХ, =/f Х, + /зХ„= (E — Х, /з)Х (2Х„+ Х„-+Х, ) — АХ, E — X. l.-) X. ( (2Х„+Х„+Х, )+AX, 2Х . (Š— Х, /q)(2X„+Xи+Х ) (2Х, +Х„+Х,) — ЛХ

С вторичных обмоток 7 и 12 выходных трансформаторов 6 и 10 соответственно напряжение, пропорциональное с/..t u U. поступает на входы блока 8 деления. В результате выполнения операции деления получаем следующее значение выходной величины: Х Xz. (2, +Хи+Ха ) /./ i (Х, +Х„) Usvx

Как видно из последней выражения, функция преобразования устройства является линейной и не зависит от нестабильности напряжения источника питания измерительного моста.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения перемещений, содержащее дифференциальный емкостный преобразователь, мостовую измерительную схему, в первые два плеча которой включены крайние электроды емкостного преобразователя, во вторые два плеча — первичные обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к блоку обработки сигнала, центральный электрод емкостного преобразователя, соединенный с контролируемым объектом, источник питания переменного тока, подключенный к входной диагонали мостовой измерительной схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен второй выходной трансформатор, 1444618

Составитель К. Тавлинов

Редактор A. Огар Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 6479/40 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11росктная, 4 первичная обмотка которого выполнена идентичной первичным обмоткам первого выходного трансформатора и включена в диагональ мостовой измерительной схемы последовательно с источником питания переменного тока, а вторичная обмотка подключена к блоку обработки сигнала, выполненному в виде блока деления.

2 Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок деления выполнен в виде двух диодных мостов, подключенных входными диагоналями к вторичным обмоткам первого и второго выходных трансформаторов соответственно, а выходными диагоналями через сглаживающие емкости — к входам логометра.