Емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик (i»727975

1 г с г (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.08.78(21) 2660275у18 28 (5! )М. Кл, с присоедииеийем заявки ¹

G 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15,04.80. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 15.04.80 но делом изобретений и открытий (5Ç) УДК 581. .7 17 (088.8) Ф. Б. Гриневич, М. Н. Сурду и Г. И. Войченко (72) Авторы изобретения

Институт электродинамики АН Украинской ССР (7I) Заявитель (54) ЕМКОСТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ В(К."ЛДПЯ HBNEP

Изобретение относится к области изме- рительной техники и может быть использовано для измерения перемещений.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее трансформатор напряжения, емкостной дифференциальный первичный преобразователь, компаратор токов (1) .

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения.

Наиболее близким по технической

lÑ сущности к изобретению является емкостной трансформаторный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения с регулируемой и не15 регулируемой вторичными обмотками, основной компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, дифференциальный емкостный первичный преобразователь с потенциальныьл электродом, подключенным к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения и диффоренцивльными токовьп.:и электродамп, подключенными

ЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Г 1 -"6!, j ц,4

2 . ы к дифференциальным обмоткам основного компаратора токов, образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой основного компаратора. токов и указатель равновесия, подключенный к указательной обмотке основного компаратора токов P2).

Белью. изобретения является повьпцение точности измерения, Бель достигается тем, что емкост-. ной тр ансформ атор ный м ост снабжен последовательно включенными вспомогательной образцовой мерой емкости и управляемым делителем напряжения, которые подключены параллельно основной образцовой мере емкости, дополнительным компаратором токов с двумя дифференциальными и вторичной обмотками, интегратором, входом, подключенным ко вторичной обмотке дополнительно го компаратора токов, фазочувствительиым детектором, опорный вход которого подключен к нерегулируемой вторичной

3 7279 оомотке трансформатора напряжения, сиг--, напьный вход подключен к выходу интегратора, а выход подключен к управпя1ощему входу управляемого делителя напряжения, дополнительной образцовой мерой емкости, включенной между нерегупируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и одной из дифференциапьных обмоток дополнительного компаратора токов, другая дифференциапьная обмотка которого включена последоватепьно с дифференциапьными обмотками основного компаратора токов.

На чертеже приведена блок-схема емкостного трансформаторного моста дпя измерения перемещений, Устройство содержит трансформатор 1 напряжения с регулируемой 2 и нерегупируемой 3 обмотками, компаратор 4 токов с дифференциальными 5 и 6, допопнитепьной 7 и указательной 8 обмотками, емкостной преобраэоватепь 9 перемещений с токовыми электродами 10 и

11, подключенными к дифференциальным обмоткам 5 и 6 компаратора 4 токов, и потенциальным электродом 12, подключенным к нерегупируемой обмотке 3 трансформатора 1 напряжения, основную образцовую меру емкости 13, вкпюченную между регулируемой обмоткой 2 трансформатора 1 напряжения и дополнительной обмоткой 7 компаратора 4 то ков, а также детектор 14 равновесия, подключенный к указательной обмотке 8 компаратора 4 токов, допопнитепьный компаратор 15 токов с двумя дифференциапьными 16 и 17 и вторичной 18 обмотками, интегратор 19, подключенный к вторичной обмотке 18 дополнительного компаратора, фазочувствитепьный детектор

20, вход которого соединен с выходом интегратора 19, последовательно соединенные управпяемый делитель 21 напряжения и вспомогательная образцовая мера емкости 22, включенные параллельно с ос- 45 †. новной образцовой мерой емкости 13, а также дополнительную образцовую меру емкости 23, включенную между нерегупируемой обмоткой 3 трансформатора 1 напряженяа и дифференциапьной обмоткой 17 допопнитепьного компаратора 15 токов.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с нерегупируемой обмотки 3 трансформатора 1 напряжения подает- ся аа потенчиапьный эпектрод преобраэотатепя 9 н вызывает появление токов, протекающих по токовым электродам 10

75 4 и 11 преобраэоватепя 9 и днфференциапьным обмоткам 5 и 6.компаратора 4 токов. Эти токи создают в сердечнике компаратора 4 токов магнитный поток, пропорционапьный; измеряемому перемещению потенциапьньго электрода 12 относитепьно своего исходного состояния. Указан» ный магнитный поток компенсируется противофазным магнитным потоком, создаваемым током, протекающим через основную образцовую меру емкости 13 и дополнительную обмотку 7 компаратора

4 токов. Суммарный ток токовых электродов 10 и 11 преобразователя 9 проходит по дифференциальной обмотке 16 допопнитепьного компаратора 1 5 токов и сравни-, вается с током дополнительной образцовой меры емкости 23. При номинальных значениях нестабильных характеристик преобразователя эти токи создают в допопнитепьном компараторе 15 токов равные по величине и противоположные по знаку магнитные потоки, компенсирующие друг друга. Поэтому поток, наводимый во вторичнойобмотке 18 компаратора

15 равен нулю. Суммарный ток токовых эпектродов 10 и 1 1 преобразователя 9 не зависит от измеряемого перемещения, но зависит от нестабипьных геометрических и эпектрических характеристик зазора преобразователя 9. Поэтому при откпонении характеристик зазора от номинапьных равновесие в дополнительном компараторе нарушится, и на выходе интегратора появится напряжение, пропорционапьное этому отклонению. Это напряжение выпрямляется при помощи фаэочувствитепьного детектора 20 и .подается на вход управпения управляемого делителя

21 напряжения, В реэупьтате этого через вспомогательную образцовую меру 22 емкости будет протекать ток, пропорционапьный изменению су-ммарного тока преобразоватепя. Поэтому при изменении характеристик зазора преобразователя

9 не будет изменяться число витков регупируемой обмотки 2 трансформатора

1 напряжения, по которым производится отсчет измеряемого перемещения.

При этом уменьшается влияние характеристик зазора преобраэоватепя на результат измерения, что позволяет существенно повысить точность изменения.

Формупа изобретения

Емкостной трансформаторный мост дпя измерения перемещений, содержащий

7279

5 трансформатор напряжения с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками, основной компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, дифференциальный емкостный первичный преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения и дифференциальными токовыми электродами, подключенными к дифференциальным обмоткам основного компаратора токов, образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой основного компаратора токов, и указатель равновесия, подключенный к указательной обмотке основного компаратбра токов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно включенными вспомогательной обр азцовой мерой емкости и управляемым делителем напряжения, которые подключены параллельно основной образцовой мере емкости, 25 дополнительным компаратором токов с двумя дифференциальными и вторичной обГ ) мотками, интегратором, входом, подключенным к вторичной обмотке дополнительного компаратора токов, фазочувствительным детектором, опорный вход которой подключен к нерегулируемой вторичной обмотке трансформатора напряжения, сигнальный вход подключен к выходу интегратсра, а выход подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения, дополнительной образцовой мерой емкости, включенной между нерегулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и одной из дифференциальных обмоток дополнительного компаратора токов, другая дифференциальная обмотка которого включена последовательно с дифференциальными обмотками основного компаратора токов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2178294/18-28, кл. G 01 В 7/00, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2134280/18-28, кл. G 01 В 7/00, 1975 (прототип).

Составитель В. Николаев !

Редактор E. Зубиетова Техред М. Келемеш Корректор Г. Решетник

Заказ 1119/40 Тираж 801 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4