Емкостно-электронный преобразователь перемещения в напряжение

 

.ЕМКОСТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ , содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, .подключенньй к точке соединения анода диода и резистора второй диоднорезисторной цепи, и сумматор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования , генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора , а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, (Л выход положительной полярности которого соединен с входом первого с ключа, выход отрицательной полярности - с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот. со 00 со эо 4

COOS GO8KTCHHX

ОЗИЮМИН

РЕСПУБЛИК

QQ Gl) 4(51) С 01 В 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВИД Мд.(21) 3647605/18-28 (22) 29.09.83 (46) 07.02.85. Бюл. У 5 (72) М.М.Сиразетдинов (53) 621.317.39:531. 717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 756315, кл. (j 01 R 27/26, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1026081, кл. g 01 R 27/26, 1983 (прототип). (54) (57) ЕМК0СТНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа„ емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-резисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, .подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диоднореэисторной цепи, и сумматор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цепи, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной полярности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательной полярности — с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот.

1138384

Изобретение относится к измерительной технике и модет быть использовано в измерителях перемещений.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее емкостный датчик, генератор импульсов, электронный ключ, две диодно-резисторные цепи и регистратор (11 .

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения,. 10 обусловленная нелинейностью характеристики преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является емкостно-электронный преобразователь перемещения в напряжение, содержащий генератор импульсов, первый ключ, управляющии Вход которого подключен.к выходу генератора импульсов, первую диодно-реэисторную цепь, 20 анод диода. которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диодно-ре- 25 зисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-реэисторной цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи и сумматор (2j .

Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой

35 точностью измерения, обусловленной влиянием дрейфа нуля сумматора, включенного в цепь обратной связи.

Цель изобретения — повышение точ-, ности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в емкостно-электронном преобразователе перемещения в напряжение, содержащем генератор импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первую диодно-резисторную цепь, анод диода которой подключен к выходу первого ключа, емкостный первичный преобразователь, подключенный к точке соединения катода диода и резистора первой диоднореэисторной цепи, фильтр низких частот, к входу которого подключен резистор первой диодно-резисторной H цепи, вторую диодно-резисторную цепь, конденсатор, подключенный к точке соединения анода диода и резистора второй диодно-резисторной цепи, и сумматор, генератор импульсов выполнен с двумя противофазными выходами, а преобразователь снабжен вторым ключом, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход подключен к катоду диода второй диодно-резисторной цени, резистор которой соединен с входом фильтра низких частот, и инверсным каскадом с разделенной нагрузкой, выход положительной полярности которого соединен с входом первого ключа, выход отрицательной полярности — с входом второго ключа, а вход подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот.

На чертеже приведена блок-схема

4 емкостно-электронного преобразователя перемещения в напряжение.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 ключи, подключенные входами к противофазным выходам генератора 1, первую диодно-реэисторную цепь в виде диода

4 и резистора 5, вторую диодно-реэисторную цепь в виде диода 6 и резистора 7, емкостный преобразователь 8, подключенный к точке соединения катода диода 4 и резистора 5, конденсатор 9, подключенный.к точке соединения анода диода 6 и резистора 7, фильтр 10 низких частот, к входу которого подключены резисторы диодно-реэисторных цепей и сумматор

11, первый вход которого подключен к выходч фильтра 10 низких частот, Емкостно-электронный преобразователь работает следующим образом.

На входы ключей 2 и 3 поступают разнополярные управляющие импульсы

I напряжения с выходов генератора I импульсов, и йа выходах ключей 2 и

3 формируются соответственно импульсы напряжения положительной и отрицательной полярности. Емкостный первичный преобразователь 8 запитывается положительными прямоугольными импульсами с выхода ключа 2. При этом в точке соединения диода 4 и .резистора 5 формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда емкостного первичного преобразователя 8, и с амплитудой, определяемой напряжением на шине питания ключа 2. В точке соединения диода 6

Еь

Хекk — +V

Ч 12

V(î= к — 1 Чая

65 х

20 где

ВИИИИИ Заказ 10628/17 Тиоап 462 ИоИппопое

Филиал ППП Патент,. г. Ужгород, уле Проектная,4

3 1138 и резистора 7 формируются отрицательные импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой постоянной времени цепи разряда конденсатора 9, и с амплитудой, определяемой напряжением на шине питания ключа 3.

При равенстве сопротивлений нагрузок и питающих напряжений инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой, идентичности параметров диодно-резисторных цепей и оптимальной емкости конденсатора 9, напряжение на выходе фильтра 10 низких частот пропорционально среднему значению суммы импульсных напряжений на емкостном первичном преобразователе 8 и конденсаторе 9 и равно

\(. — напряжение на выходе фильтра 10 низких частот;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

5 — площадь электродов емкост384 4 ного первичного преобразователя;

E — диэлектрическая проницаемость;

Х вЂ” измеряемое перемещение; — частота импульсов генератора 1; — напряжение на выходах

<2 инверсного каскада 12 с разделенной нагрузкой.

При достаточно большом коэффициенте усиления сумматора 11 разность напряжений на его входах близка к нулю, поэтому можно принять

Ч,о = Чо, тогда перемещение х равно

Изобретение позволяет повысить точность измерения перемещений за счет исключения элементов, вносящих погрешность из цепи обратной связи, а также за счет использования общего фильтра низких частот для двух плеч моста;