Бесконтактный преобразователь перемещений с частотным выходом

 

ВЕСКОНТАКТНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, усилитель , вход которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход к одному из его неподвижных электродов , и компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом компаратора и вторым неподвижным электродом датчика , и сумматором, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу компаратора, а выход - к второму входу компаратора О) tc со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И О

РЕСПУБЛИК

0% (11) 3(50 G 01 В 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3481998/18-28 (22) 05.08.82 (46) 30.09,84. Бюл. ¹ 36 (72) В.А.Алексеев, А.Х.Зябиров, А.И.иартяшин и В.И.Чернецов (71) Пензенский политехнический институт (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 579535, кл. G 01 В 7/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 834388, кл. С 01 В 7/00, 1981 (прототип). (54)(57) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИИ С ЧАСТОТНЪ|М ВЪ|КОДОМ, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, усилитель, вход которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход— к одному из его неподвижных электродов, и компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом компаратора и вторым неподвижным электродом датчика, и сумматором, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход — к выходу компаратора, а выход — к второму входу компаратора Е а

1116299

Изобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Известен преобразователь перемещений, содержащий бесконтактный по" 5 тенциометрический датчик и измерительную схему 1Д.

Недостатком данного устройства является низкая,-точность измерения, обусловленная влиянием на результат измерения величины емкости потенциометрического датчика, зависящей от факторов внешней среды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является бес- 15 контактный преобразователь перемещений с частотным выходом, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, усилитель, 20 вход которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход — к одному из его неподвижных электродов, и компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя Г21.

Недостатками известного преобразователя являются невысокая точность преобразования, обусловленная влиянием на результат измерения междуэлектродных емкостей, которые зависят от факторов окружающей среды, а также сложность конструктивного выполнения, обусловленная наличием двух подвижных электродов и двух измерительных каналов.

Цель изобретения — повышение точ" ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что бесконтактный преобразователь перемещений с частотным выходом, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик с двумя неподвижными и одним подвижным электродами, 45 усилитель, вход которого подключен к подвижному электроду датчика, а выход — к одному из его неподвижных электродов, и компаратор, один из входов которого соединен с выходом 5р усилителя, снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом компаратора и вторым неподвижным электродом датчи;а, и сумматором, первый вход которого подключен к выходу интегра- 55 тора, второй вход — к выходу компаратора, а выход — к второму входу компаратора.

На чертеже приведена блок-схема бесконтактного преобразователя перемещений с частотным выходом.

Преобразователь содержит бесконтактный потенциометрический датчик 1 с неподвижными электродами 2 и 3 и подвижным электродом 4, усилитель 5 постоянного тока, вход которого подключен к подвижному электроду 4 датчика 1, компаратор 6, первый вход которого подключен к выходу усилителя 5, интегратор 7, вход которого подключен к выходу компаратора, и сумматор 8, входы которого подключены к выходам соответственно усилителя 5 и интегратора 7.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени на выходе компаратора б существует положительное или отрицательное напряжение с амплитудой Y которое через потенциометрический датчик 1 поступает на вход усилителя 5 постоянного тока, напряжение на выходе которого при этом имеет вид где R — сопротивление датчика 1 между электродами 2 и 3, Р„ — сопротивление датчика 1 между электродами 2 и 4.

Напряжение с выхода усилителя 5 поступает на первый вход компаратора б, выходной сигнал которого поступает на вход интегратора 7 и на один из входов сумматора 8. Напряжение на выходе интегратора имеет вид где — постоянная времени интегратора.

В момент равенства напряжений на входах компаратора 6 выходное напряжение последнего сменит полярность..

Возникают релаксационные колебания, частота f которых определяется из условия равенства напряжений на входах компаратора:

Таким образом, частота релаксационных колебаний линейно зависит от сопротивления Рх между неподвижным электродом 2 и подвижным электродом

1116299

Составитель В.Николаев

Редактор М.Дылын Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар

Заказ 6916/32 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4

4 датчика 1, которое в свою очередь пропорционально измеряемому перемещению.

Изобретение позволяет повысить точность измерения за счет устранения влияния на результат измерения емкости подвижного электрода датчика, а также за счет уменьшения влияния факторов внешней среды, поскольку при одинаковом изменении под влиянием этих факторов сопротивлений » н Ц

З их отношение остается постоянным и не приводит к изменению частоты колебаний.