Способ измерения перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

329386

Союз Советских

Социалистических

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 21.Х.1969 (№ 1375579/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 09Л1.1972. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 27.III.1972

Ч. Кл. G 01с1 5/24

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 531.71;531.14(088.8) Автор изобретения

В. С. Ефремов

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к способам измерения и контроля перемещений подвижных объектов.

Известны способы измерения перемещений с помощью дифференциального емкостного 5 датчика путем измерения токов в цепи дифференциального конденсатора, подвижная пластина которого кинематическн связана с перемещающимся объектом.

Описываемый способ отличается тем, что 10 измеряют разность рабочих токов датчика в режиме короткого замыкания, а сумму этих токов стабилизируют.

Это позволило повысить точность и улучшить линейность зависимости между ВыхОд- 15 ным параметром и измеряемым перемещением.

На фиг, 1 приведена эквивалентная схема, поясняющая способ, на фиг. 2 — блок-схема устройства, осуществляющего стабилиза- 2р цию суммы рабочих токов.

Эквивалентная схема и блок-схема содержат генератор Г; дифференциальный датчик

Д; измерительные приборы А(— Аз и генератор опорного напряжения ГОН. 25

Напряжение генератора Г подается между корпусом датчика и подвижной пластиной дифференциального конденсатора датчика Д.

Неподвижные пластины через измерительные приборы, имеющие наименьшее входное со- Зо протнвленне (амперметры А, н,>1з) пр (соеДИнсl!ы к. корнуc дат>н(ка.

1 ели расстояния между иластш(амн д;(гчиК(1 ПРИ ОТКЛ !О>(ЕIIIIII 11ОДВНЖ НОЙ IIЛ (1ст! I Ill>1 OT центра (см. фиг. 1) обозначить соотвстствеllllo

d I = cl p —. l (!1 з> =- dp+ -г, где Х вЂ” смещение иластш(ы, то рабочие ем1 Остныс токи Ilpll зад;lнном на пряже!(Ии генсратора со/<т5г/,.,„

/з = (>1Сз Ureii— (0

" КтЯУ„„, /I = (1С, U„.„.„„=—

do+-т где о1 — частота генератора Г;

С(и С. — емкости между центр;(л(и Ой н

КР 11(ННИ(Н II;Ii(CTIIIIIIOI конденсатора датчика Д;

U,,„— напряжение на выходе (el!=;.oloа;:; — диэлектрическая постоя и и ая;

К вЂ” коэффициент пропорц(:ональности;

S — площадь пластин.

Если каким-либо образом сумму рабо шх токов дифференциального конденсатора датчика Д сделать постоянной и измерять ра,ность этих токов, то измеряемый разностный

TO((б >дет 328((COT(> TO1 1>I O OT 113 .I(Cps(C ii(O I 0 OTклонения Х и не будет зависеть непосредстqnO ttctР, х 1)д3Н + СУММ 10 (j !

1 понт

Венпо ни от папряжения и частоты геператора, нп от дпэлcêòð I÷åñêoé проницаемости среды.

Находя разность и сумму вышеприведенных сооп1ошепий для токов, нетрудно полу 1ить, что

Знак () учитывает то, что прп пзменепип и;и-.3авленпя отклопеппя мепяется .=..Iак пр;1 Л и фаза разностпого тока, Из этого выражения следует, г1о для стабилы1ости измерений Необходимо обеспеч1г1ь стабильность только одного 1араметра суммы рабочих емкостных токов.

Это может быть обеспечгпо двузгя путямп.

Во-первых, питающий генератор мо кет быть наставлен В режим генератора тока, т. е. иметь большое впутреппее сопротивление и гыдавать в датчик ток, не завпсящ1гй от емкостпого сопротивления датчика,;1 слсдî 3 ательно, и от поло>кеиия подв:1жпой пласгппы, и стабильный во времсп:. Однако создание такого генератора затрудпптелы1о, так как стабилизировать Высокo IHcl QTIILilf общем случае не легче, Ieibl высокочастотно: напряжение. Кроме того, часть тока генератора может ответвляться в моптажную емкость

С,, шуIITIIpvioIII) lo геператор;1 датч;1к.

МОНТ

Зто приведет к иска3кенп1О пзмсре1шй, так как суммаpiibIII тоl " дат 1икс1 пе будет 3а:3сп току генератора и будет стабпль;1ым.

Во-вторых, можно стабилизировать сумму рабочих токов с помощью блок-схемы, изображенной на фиг. 2. Здесь Напряжение с управляемого генератора Г подается иа Ilo вижну1о пластину дифференциального конденсатора датчика Д. Неподви>к Ые пластины присоединяются к измерительной схеме И, 5 измеряющей сумму и разность рабочих токов

;tат Н1ка, Сигнал обратной связи, пропорциопальпый сумме рабочих токов, после сравнеш1я с опорным напря3кецпем в ГОН в большей илп меньшей степени открывает генера10 тор Г, регулируя Напряжение на его выходе так, что сумма рабочих токов датчика остется :1остоя1 пой с задапной степенью точности.

Таким образом, генератор Г, дат IIIK Д li

15 схема И ок lol iâ",loòñÿ охваченными цепью отр;щатсльпой обратпои вязи по сумме рабо III токов датчика Д, стабилизирующей эту сумму токов независимо от того, какие дестабилпзиру1ощ:1е факторы воздействуют па схе20 мУСигнал, пропорциональный разности раоочпх токов датчика Д, подается на измеритсльньш прибор Л„, которьш характеризуег положе1ше подвп ки пластины дат:шка Д.

Предмет изобретения

Способ измерения перемещений (путем измере1:"я тока) Отличагои„ийся тем, что, с це50 лью г;овышеппя точности и улучшения линейпости зав:.1симост1! МС3кд,. Выходным па )аметром и измеряемым перемеще;1ием, измеряют разность рабоч;-гх -o ов в цепи емкостного дифференциалы1ого датч1ка в режиме корот55 кого замыка;шя, а сумму этих токов стабил 1aII PyIOT, 329386 РУ2. z

Составитель В. Рыгалин

Техред Е. Борисова

Корректор Л. Царькова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Слпуновл, 2

Заказ GGI/15 Изд. ¹ 294 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений If открытий прн Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская паб., д. 4/5