Емкостной измеритель угловых перемещений

 

ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий генератор , Первичный дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным электродом, подключеиньл к генератору , экранирующим и дифференциальными токовыми электродс ш, ксмпаратор токов с двумя дифференциальными обмотками, подключенньми к токовым электродам, последовательно включенными регулируемой оШоткой и оа откой смещения, подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткой, детектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого.подключен к экранирующему электроду, а выход - к регулируемой обмотке, и регистратор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, подложка экранирующего электрода выполнена в виде аттестованной многогранной приэмы, а измеритель снабжен фотоэлектрическим автоколлиматором, расположенным в плоскости сим (Л метрии призмы, перпендикулярной оси ее враще 1ия, и блоком обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автоколлиматора , второй вход - к выходу де- 2 тектора равновесия, а выход - к входу регистратора.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (И) ЗСЮ 6 01 В 7 00

)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3455396/18-28 (22) 18.06.82 (46) 07.10 83. Бюл. В 37 (72) Ф.Б. Гриневич, Р.М. Мареш, A.È. Ванюрихин, И.П. Забудский, .Г.И. Войченко, А.С. Левицкий и В.Я Чепелев. (71) Институт электродинамики AH Украинской ССР (53) 621 ° 317 ° 39з531 ° 717(088.8) (56) 1. Ацюковский В.А. Емкостные преобразователи перемещения.

М. -Л., ™ Энергия, -1966, с. 21-28.

2. Авторское свидетельство СССР

В 920356, кл. С 01 В 7/00, 1980 (прототип). (54) (57) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВЬИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ,.содержащий генератор, первичный дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным элейтродом, подключенньв) к генератору, экранирующим и дифференциальными токовыми электродами, компаратор токов с двумя дифференциальными обмотками, подключенными к токовым электродам, последовательно включенными регулируемой обмоткой и обмоткой смещения, подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткой, детектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого подключен к экранируш(ему электроду, а выход — к регулируемой обмотке, и регистратор, о. тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, подложка экраннрующего электрода выполнена в виде аттестованной многогранной призмы, а измеритель снабжен фотоэлектрическим автоколлимато- Я ром, расположенное в плоскости симметрии призмы, перпендикулярной оси ее вращения, и блоком обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автокол,лиматора, второй вход - к выходу де- Я тектора равновесия, а выход - к входу регистратора.

1046602

Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть исполь загнано для измерения угловых перемеще- Н!- и и= з:-.е=-стен емкостный измеритель перемзщений,. содержащий дифференциальный конденсатор и блок обработки измерительного сигнала (1) .

Недостатком измерителя является невысокая точность измерения.

Наиболее близким по технической 1О сущности к изобретению является емкостный измеритель угловых перемещений, содержащий генератор, первичный дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным электродом,подключенным к генератору,экранирующим и дифференциальным токовыми электродами,.компаратор токов с двумя дифференциальными обмотками, подключенными к токовым электродам, после- О цоэательно включенными регулируемой обмоткой и обмоткой. смещения, подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткой, детектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого подключен к экранирующему электроду,, а выход— к регулируемой обмотке, и регистра1Gp (2j

Недостатком известного устройства также является невысокая точность измерения

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель,цостигается тем, что в емкостном измерителе угловых перемещений, содержащем генератор, первичный дифференциальный емкостный преобразователь с потенциальным 4О электродом, подключенным к генератору,, экранирующим и дифференциальными токовыми электродами, компаратор токов с двумя дифференциальними обмотками подключенньВ4И K токовым элек трода ; последовательно включенными регулируемой обмоткой и обмоткой смещения„ подключенной к общей точке дифференциальных обмоток, и указательной обмоткой,,цетектор равновесия, подключенный к указательной обмотке, повторитель напряжения, вход которого подключен к зкранирующему электроду, а виход — к регулируемой обмотке, и регистратор, подложка экранирующего электрода выполнена в виде аттестованной многогранной призмы, а измеритель снабжен фотоэлектрическим автоколлиматором, расположенным в плоскости симметрии призмы, перпендикулярной оси ее вращения, и б0 блоком обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автоколлиматора, второй ,вход = к виходу детектора равновесия, а. выход — к входу регистратора. 65

На чертеже приведена блок-схема емкостного измерителя угловых перемещений.

Устройство содержит генератор 1, первичный преобразователь 2 с потен.циальным 3, экранирующим 4 и токовым

5 электродами, компаратор б токов с дифференциальными обмотками.7 и 8, обмоткой 9 смещения, регулируемой

10 и Указательной 11 обмотками, детектор 12 равновесия, повторитель

13 напряжения, включенный между экранирующим электродом 4 и регулируе мой обмоткой. 10 компаратора б, автоколлиматор 14, блок 15 обработки измерительного сигнала, первый вход которого подключен к выходу автоколлиматора 14, а второй вход — к выходу детектора равновесия, и регистратор 16, включенный на выходе блока

15 обработки измерительного сигнала.

Емкостный измеритель угловых перемещений работает следующим образом.

Преобразователь 2 углов соединен с валоМ контролируемого объекта. На валу преобразователя 2 закреплен экранирующий электрод 4, подложкой которого служит многогранная призма,. имеющая возможность вращаться совместно с валом относительно потенциального 3 и токового 5 электродов преобразователя 2. На потенциальный электрод 3 преобразователя 2 поступает напряжение от генератора l, что вызывает протекание токов через частичные емкости между потенциальным

3 и токовым 5 электродами. Разность укаэанных токов линейно связана с измеряемым угловым перемещением. При вращений контролируемого вала начинает вращаться вал с экранирующим электродом 4, выводя мостовую цепь из состояния равновесия. При .этом вырабатывается электрический сигнал рассогласования текущего положения контролируемого вала относительно его начального положения. Токи электродов 5 проходят по дифференциальным обмоткам 7 и 8 компаратора б и последовательно соединенным обмотке 9 смещения и регулируемой обмотке 10 и через малое выходное сопротивление повторителя 13 напряжения замыкаются на общую точку прибора. Протекание этих токов по обмоткам компаратора б токов вызывает появление сигнала неравновесия в указательной обмотке

ll, подключенной к детектору 12 равновесия, в котором производится анализ сигнала неравновесия и посредством которого осуществляется изменение числа витков регулируемой обмотки 10 так, что результирующий магнитный поток в сердечнике компаратора б токов сводится к нулю. При этом в блок 15 обработки измерительного сигнала непрерывно посылаются сигналы, соответствующие значениям уг1046602

ВНИИП?! Заказ 7712/40 Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 ла поворота относительно исходного положения с заданной дискретностью.

С выхода блока 15 информация поступает в регистратор 16. Ток протекающий чере емкость между потенции экранирующим 4 электро-. даии, поступает на общую точку прибо ра через проводник, влияние конечного сопротивления которого на точность измерения компенсируется включением в схему повторителя 13 напряжения.

Автоматическая корреляция погрешности измерения углоэых перемещений преобразователя производится следующим образом.

В процессе измерения перемещения подвижный экранирующий электрод 4 проходит через такие положения, в которых оптическая ось автоколлиматора 14 совпадает с нормалью к граням контрольной призмы электрода 4.

При этом световой поток, излучаемый

° !автоколлиматором 14, отражается от грани призмы и поступает на фотоприемник, имеющий две симметричные относительно оптической оси автоколлиматора.светочувствительные площадки.

В момент равенства электрических си.— налов, снимаемых со светочувстви тельных площадок, т.е. в момент совпадения оптической осн автоколлима5 тора с перпендикуляром и отражающей грани призмы, в автоколлнматоре генерируется сигнал, поступающий в блок

15, в котором осуществляется запоминание текущего значения угла. Последнее определяется по числу витков обмотки 10. Прн дальнейшем вращении вала происходит совмещение оптической оси автоколлиматора с перпендикуляром к следующей грани аттестованной призмы электрода 4. Значение

15 угла, соответствующее этому моменту, также фиксируется в блоке 15 по текущему значению числа витков обмотки

10. Далее в блоке .15 осуществляется вычитание полученных отсчетов углов

;у и сравнение разности с паспортным значением угла между гранями аттестованной призмы. Наличие расхождения в указанных параметрах свидетельствует о погрешности измерителя угловых перемещений, коррекция которой выполняется автоматически в блоке 15 обработки измерительного сигнала.