Устройство для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения поступательных механических смешений по двум координатам и определения наличия объекта. Устройство содержит четыретокопроводящие пластины, расположенные в одной плоскости, и сигнальный элемент, образующие систему емкостей и измерительную систему, включающую генератор импульсов, четыре триггера, одновибраторы, перестраиваемый генератор, схемы совпадения, реверсивный счетчик, два регистра , ключи, мультиплексоры, схемы 3-ИЛИ, схему сравнения, корректирующую и дополнительную емкости, логическую схему. Определение наличия объекта основано на отличии частот перестраиваемого генератора при наличии и при отсутствии сигнальной пластины над чувствительным элементом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1490444 (21) 4683768/28 .(22) 25.04.89 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В, В. Куйбышева (72) С.Л.Полищук и А.С.Суляев (56) Авторское свидетельство СССР

N 11449900444444,, кКл, G 01 В7/00,,1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЙЦ ЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения поступательных механических смещений по двум координатам и определе/

Изобретение относится к измеритель- ной технике и может быть использовано в машиностроении для измерения линейных перемещений.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее емкостной датчик с чувствительным и сигнальным элементами и генератор импульсов, причем чувствительные элементы выполнены в виде четырех квадратных токопроводящих пластин; изолированных одна от другой и расположенных в одной плоскости в виде квадрата, сигнальный элемент — пятая токопроводящая пластина расположена с зазором параллельно плоскости чувствительных элементов, устройство содержит также последовательно соединенные три счетных триггера, вход первого триггера соединен с выходом генератора импульсов, связанный с источником питания первый одновибратор, выход которого подключен ко. входам обнуления триггеров, перестраиваемый ге„„5U „„1781534 А2 ния наличия объекта. Устройство содержит четыре токопроводящие пластины, расположенные в одной плоскости, и сигнальный элемент, образующие систему емкостей и измерительную систему, включающую генератор импульсов, четыре триггера, одновибраторы, перестраиваемый генератор, схемы совпадения, реверсивный счетчик, два регистра, ключи, мультиплексоры, схемы З-ИЛИ, схему сравнения, корректирующую и дополнительную емкости, логическую схему. Определение наличия объекта основано на отличии частот перестраиваемого генератора при наличии и при отсутствии сигнальной пластины над чувствительным элементом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. нератор, две схемы "ЗИ-НЕ", первые входы которых соединены с выходом перестраиваемого генератора, вторые входы с выходом первого счетного триггера, третьи входы, соответственно, с прямым и инверсным вы-. ходами второго счетного триггера, реверсивный счетчик, два регистра, входы которых подключены к выходам реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами схем ЗИ-НЕ, четыре управляемых ключа, через которые соединены соседние чувствительные элементы емкостнога датчика, управляющие входы .первого и третьего ключа подключены к инверсному выходу третьего счетного триггера, а управЛяющие входы второго и четвертого ключа— к Прямому выходу третьего счетного триггера, три управляемых мультиплексора, первые входы первого и второго мультиплексоров соединены с четвертым и вторым чувствительными элементами емко1781534 стного датчика, расположенными по диагонали, вторые входй с третьим чувствительным элементом, управляющие входы двух мультиплексоров соединены с прямым и инверсным выходами второго счетного триггера, а их выходы подключены к входам третьего мультиплексора, управляющий вход которого соединен с инверсным -вйхо ЩВМ- т ретьего счетного триггера, а выход =. со фходом управления перестраиваемого генератора, второй и третий одновибраторы, входы которых подключены к прямому выходу третьего счетного триггера, схему 3-ИЛИ, первый и второй входы которой подключены соответствейно к выходам второго и третьего одновибраторов и к соответствующим входам разрешения записи первого и второго регистров, третий вход схемы. 3-ИЛИ соединен с выходом первого одновибратора, и четвертый одновибратор, вход которого соединен с вмходом схемы 3-ИЛИ, а егсгвыход — eo входом обнуления реверсивного счетчико, Данное устройство является устройством прототипом.

Основными недостатками устройства-" прототипа является наличие постоянной составляющей частоты перестраиваемого генератора, -появляющаяся за счет разбаланса емкостей,пбдключаемых к последнему при измерении координат, а также низкие функциональные возможности..

Целью изобретения являются повышенйе точности измерения, за счетустранения постоянной составляющей частоты пере.страиваемого генератора и расширение функциональных возможностей за счет определения наличия сигнального элемента . над чувствительными элементами.

Для достижения поставленной цели устройство для измерения перемещений снабжено корректирующей емкостью, один выход которой подключен к первой токопроводящей пластине чувствительного элемента, а другой заземлен; оно снабжено второй емкостью, схемой сравнения, четвертым триггером и элементом 2И-НЕ, причем один вывод второй емкости подключен ко входу перестраиваемого генератора, а другой заземлен, первый вход схемы сравнения подключен"к входной шине счетчика, второй вход подключен к шине кода, выход схемы сравнения подключен к информационномуу входу четвертого триггера, вход синхронизации последнего подключен к выходу элемента 2И-НЕ, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к выходам первого и второго счетных триггеров.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения перемещений.

Устройство для измерения перемещеS ний содержит емкостной датчик, чувствительные элементы которого выполнены в виде четырех квадратных токопроводящих пластин 1, 2, 3, 4, изолированных друг от друга и расположенных в одной плоскости в

10 виде квадрата, сигнальный элемент датчика; выполненный в виде токопроводящей пластины 5, расположенной с зазором параллельно пластинам 1, 2, 3, 4, последовательно соединенные генератор 6

15 импульсов три счетных триггера 7, 8, 9, связанный с источником питания первый одновибратор 10, выход которого подключен к выходам обнуления триггеров 7, 8, 9, перестраиваемый генератор 11, две схемы 12, 13

20 3И-НЕ, первые входы которых соединены с выходом перестраиваемого генератора 11, вторые входы — с выходом счетного триггера

7, третьи входы —. соответственно, с инверсным и прямым выходами триггера 8, ревер-25 сивный счетчик 14, два регистра 15, 16, входы которых подключены к выходам ре-. версивного счетчика 14, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами схем 12 и 13

30 ЗИ-НЕ, четыре управляемых ключа 17, 18, 19, 20, через которые соединены соседние . чувствительные элементы датчика, соответственно пластины 1 и 4, 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, управляющие входы ключей 17.и 19 соеди35 нены с инверсным выходом счетного триггера 9, управляющие входы ключей 18 и 20 соединены с прямым выходом счетного триггера 9, три управляемых мультиплексора 21, 22. 23, первые входы мультиплексо40 ров 21 и 22 подключены соответственно к пластинам 2 и 4, вторые входы мультиплексоров 21 и 22 соединены с пластиной 3 емкостного датчика, управляющие входы мультиплексоров 21, 22, 23, соединены со45 ответственно с прямым и инверсным выходами триггера 8 и инверсным выходом триггера 9, выходы мультиплексоров 21 и 22 подключены к входам мультиплексора 23. выход которого соединен со входом управ50 ления перестраиваемого генератора 11, второй и третий одновибраторы 24 и 25, входы которых подключены к прямому выходу третьего счетного триггера 9, схему 26

3-ИЛИ, первый и второй входы которой под55 ключены соответственно к выходам одновибраторов 24 и 25, и одновременно к входам разрешения записи регистров 15 и

16, третий вход схемы 26 3-ИЛИ соединен с выходом первого одновибратора 10. четвертый одновибратор 27. вход которого соеди1781534

Составитель С. Подещук

Редактор В. Трубченко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Лисина

Заказ 4267 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 нен с выходом схемы 26 З-ИЛИ, а выход — с входом обнуления реверсивного счетчика

14.

Устройство для измерения перемещений также содержит корректирующую ем- 5 кость 28, один конец которой подключен к первой токопроводящей пластине чувствительного элемента, а другой заземлен; вторую емкость 29, схему сравнения 30, четвертый триггер 31, логическую схему 32 10 и кодовую шину 33, причем у второй емкости 29 один конец подключен ко входу перестраиваемого генератора 11, а другой заземлен; первый вход схемы сравнения кодов 30 подключен к выходной шине счетчи- 15 ка 14, второй подключен к кодовой шине 33, выход схемы сравнения кодов 30 подключен к информационному входу четвертого триггера 31, вход синхронизации последнего подключен к выходу логической схемы 32, 20 первый и второй входы которой подключены соответственно к выходам первого 7 и второго 8 счетных триггеров.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения переме- 25 щений по авт. св. М 1490444, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения постоянной составляющей, оно снабжено корректирующей емкостью„один вывод которой подключен к первой токопроводящей пластине чувствительного элемента, а другой заземлен.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения наличия сигнального элемента над чувствительным элементом, оно снабжено второй емкостью, схемой сравнения четвертым триггером и элементом 2И НЕ, причем один вывод второй емкости подключен к входу перестраиваемого генератора,.а другой заземлен, первый вход схемы сравнения подключен к входной шине счетчика, второй вход подключен к шине кода, выход схемы сравнения подключен к информационному входу четвертого триггера, вход синхронизации последнего подключен к выходу элемента 2И НЕ, первый и второй которого подключены соответственно к выходам первого и второго счетных триггеров.