Емкостный измеритель геометрических параметров объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля геометрических параметров (торцового биения, скорости торцового биения, ускорения торцового биения) жестких магнитных дисков и их основ в процессе их производства. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности нелинейности . Емкостной измеритель биений магнитных дисков содержит трансформатор, имеющий первичные обмотки и вторичную обмотку, генератор прямоугольного напряжения , образцовый конденсатор, айну нулевого потенциала, датчик, имеющий измерительный электрод и дополнительный электрод, фазосдвигающий блок, фазовый преобразователь, фильтр нижних частот, блок сравнения, модулятор, контролируемый магнитный диск. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891021/28 (22) 17,12.90 (46) 15.10.92. Бюл, Рв 38 (71) Научно-исследовательский институт вычислительной техники (72) А.Г.Князев, В.М.Тихонов, Н,П.О рдинарцева, В.Г.Путилов и В.П.Ананьев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1325292, кл, G 01 В 7/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N- 1548658, кл, G 01 В 7/00, 1990. (54) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля геометрических параИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения геометрических параметров магнитных дисков и их основ.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее генератор импульсов, операционный усилитель, емкостной первичный преобразователь.

Однако низкая помехоустойчивость устройства не позволяет использовать его для измерения малых перемещений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является емкостной преобразователь перемещений, содержащий генератор переменного тока, конденсаторы, шину нулевого потенциала, двухобмоточный дроссель, блок сравнения, емкостной датчик, выполненный в виде пары измерительных и экранирующего электрода.

„„5U„„1768937 А1 метров (торцового биения, скорости торцового биения, ускорения торцового биения) жестких магнитных дисков и их основ в процессе их производства. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности нелинейности. Емкостной измеритель биений магнитных дисков содержит трансформатор, имеющий первичные обмотки и вторичную обмотку, генератор прямоугольного напряжения, образцовый конденсатор, u:èíó нулевого потенциала, датчик, имеющий измерительный электрод и дополнительный электрод, фазосдвигающий блок, фазовый преобразователь, фильтр нижних частот, блок сравнения, модулятор. контролируемый магнитный диск. 1 ил.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность измерения за счет погрешности. нелинейности.

Цель изобретения — повышение точности за счет устранения нелинейности.

Поставленная цель достигается тем, что емкостной измеритель геометрических параметров объектов, содержащий генератор переменного напряжения, емкостной датчик, выполненный в виде пары измерительных и экранирующего электрода, шину нулевого потенциала, трансформаторы, образцовый конденсатор, блок сравнения, снабжен последовательно соединен ными фазовым преобразователем и фильтром низких частот, фазосдвигающим блоком, модулятором, трансформатор выполнен с двумя первичными и одной вторичной обмотками, выход генератора переменного напряжения соединен с фазосдвигающим блоком, первым входом модулятора и началом первой первичной обмотки трансфор1768937 матора, конец которой соединен с первой обкладкой образцового конденсатора, вторая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, начало второй первичной обмотки трансформатора соединено с измерительным и экранирующим электродами датчика, а конец — с выходом модулятора, начало вторичной обмотки трансформатора соединено с входом фазового преобразователя, а конец †. с шиной нулевого потенциала, выход фазового преобразователя соединен с входом фильтра низких частот, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход блока сравнения подсоединен ко второму входу модулятора, выход фазосдвигающего блока подключен куправляющему входу фазового преобразователя, а выходом устройства является выход блока сравнения.

На чертеже приведена структурная схема емкостного измерителя геометрических параметров объектов.

Измеритель содержит трансформатор

1, имеющий первичные обмотки 2,3 и вторичную обмотку 4, генератор 5 переменного напряжения, образцовый конденсатор 6, шину 7 нулевого потенциала, емкостной датчик 8, выполненный в виде пары измерительных электродов 9 и 17 и экранирующего электрода 10, фазосдвигающий блок 11, фазовый преобразователь 12, фильтр 13 низких частот, блок 14 сравнения, модулятор

15, выход 16, измерительный электрод 17, в качестве которого используется объект контроля.

Разностный ток цепей, первая из которых образована первичной обмоткой 2 трансформатора 1 и образцовым конденсатором 6, а вторая — измерительным конденсатором, образованным парой измерительных электродов 9 и 17 емкостного датчика 8, и первичной обмоткой 3 трансформатора 1, возбуждаемый генератором 5 переменного напряжения, индуцирует ток во вторичной обмотке 4 трансформатора 1.

Ток, протекающий по вторичной обмотке 4 трансформатора 1, фаэосдвигающим блоком 11 и фазовым преобразователем 12 сдвигается на 90О. Фильтр 13 низких частот пропускаетс выхода фазового преобразователя 12 низкочастотный сигнал на первый вход блока. 14 сравнения, на второй вход которого подан 0 подкючлением шины 7 нулевого потенциала. Г!ри наличии на выходе блока 14 сравнения сигнала, отличного от нулевого, сигнал с выхода генератора 5 переменного напряжения модулируется модулятором 15 сигналом, полученным на выходе блока 14 сравнения и пропорцио5 нальным полученной разности, что обеспечивает поддержание в измерительной цепи тока той же величины, что и в цепи с образцовым конденсатором 6.

Изобретение обладает высокой точно10 стью измерения благодаря не только устранению погрешности нелинейности, но и большей помехоустойчивости к изменению внешних условий за счет квадратурного выделения на блоках 11 и 12 информативной

15 составляющей сигнала.

Формула изобретения

Ем:,.остный измеритель геометрических параметров объектов, содержащий генера20 тор переменного напряжения, емкостный датчик, выполненный в виде пары измерительных и экранирующего электрода, шину нулевого потенциала, трансформатор, образцовый конденсатор и блок сравнения, 25 отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет устранения нелинейности, оно снабжено последовательно соединенными фазовым преобразователем и фильтром низких час30 тот, фаэосдвигающим блоком, модулятором, трансформатор выполнен с двумя первичными и одной вторичной обмотками, выход генератора переменного напряжения соединен с фазосдвигающим блоком, пер35 вым входом модулятора и началом первой первичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с первой обкладкой образцового конденсатора, вторая обкладка которого подключена к шине нулевого по40 тенциала, начало второй первичной обмотки трансформатора . соединено с измерительным и экранирующим электродами датчика, а конец — с выходом модулятора, начало вторичной обмотки

45 трансформатора соединено с входом фазового преобразователя, а конец — с шиной нулевого потенциала, выход фазового преобразователя соединен с входом фильтра низких частот, выход которого подключен к

50 первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход блока сравнения подсоединен к второму входу модулятора, выход фазосдвигающего блока подключен к управ55 ляющему входу фазового преобразователя, а выходом устройства является выход блока сравнения, 1768937

Составитель Н, Ординарцева

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор 3. Салка

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3636 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ГССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5