Емкостное измерительное устройство

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г

Г О - "" " . =»- =.

НИЕ

;.ГЩЯ рц767586

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 230678 (21) 2635620/18-10 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Опубликовано 300980. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 300х80

Клэ

G 01 L 9/12

Государственный иомитет

СССР по делам изобретений н открытий (53} УДК 531 ° 7(.7 (088. 8), (72) Авторы изобретения

В.A.Âîëêoâ, Ю.A.Êíÿçåâ и B. B.Рыжаков (71) Заявитель (54} ЕМКОСТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОНСТВО тору $1J .

Изобретение относится к области измерительной технике и может быть использовано при измерениях ускорений, давлений и перемещений. 5

Известны преобразователи давления,,содержащие дифференциальный конденсатор, подвижный электрод которого жестко связан с чувствительным элементом, измеритель емкостей дифференциального конденсатора, источник переменного тока через трансформатор подключенный к дифференциальному конденсаФ5

Перемещение чувствительного элемента изменяет емкости дифференциального конденсатора, вызывая появление сигнала на выходе измерительной схемы, образованной дифференциальным конденсатором и вторичной обмоткой трансформатора питания.

Иэ известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является манометр, содержащий емкостный дифференциальный преобразователь, который вместе с вторичной обмоткой трансформатора питания образует индуктивно-емкостный измерительный мост $2) °

Выходное напряжение моста через усилитель поступает на промежуточный, преобразователь.

Выходной сигнал этого манометра при использовании его в составе изме рительной сйстемы поступает на реги стрирующую аппаратуру,где производит ся допусковый контроль выходных параметров датчика для определения их работоспособности и говышения достоверности результатов измерения.

Недостатком такого манометра в совокупности с устройством допускового контроля является низкая достоверность результатов измерения, так как состояния работоспОсобного преобра- ,зователя при отсутствии измеряемого физического параметра и неисправного преобразователя не различаются.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения за счет расширения количества выявляемых неисправных состояний конденсагорного преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, тто в емкостное измерительное устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь постоянного напряжения с трансформатором, диф767586 ференциальный конденсаторный первич. ный преобразователь, согласующее устройство, промежуточный преобразователь и узел контроля уровня информативного сигнала, введены узел контроля информативного сигнала, выполненный в ниде последонательно соединенных дифференцирующего элемента, триггера, сглаживающего фильтра и усилителя, и днухнходовая схема ИЛИ, причем нход узла контроля неинформа-. тивного сигнала подключен к выходу согласующего устройства, а его выход и выход узла контроля уровня информативного сигнала подключены к входам . схемы ИЛИ.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема узла контроля неинформатинного сигнала. Ъ

15 Выход фильтра 18 (общая точка ре-, зистора 24 и конденсатора 25) подключен к усилителю 19, который собран на транзисторе и-р-и-типа по схе- $0 ме с общим эмиттербм.

Триггер 17 и усилитель-инвертор 19 напитаны от источника напряжения, минусовой нынод которого соединен с шиной нулевого потенциала.

Емкостное измерительное устройство содержит дифференциальный конденсаторный преобразователь 1 с электродами 2,3,4, размещенными на чувствительном элементе, подключенный выводами

5 6 к вторичным полуобмоткам 7,8 трансформатора 9 преобразователя 10 25 постоянного напряжения. Дифференциальный конденсаторный преобразователь

1 и полуобмотки 7,8 образуют индуктивно-емкостный мост. Выходная диагональ моста, образованная общей точ- 30 кой полуобмзток 7,8 и выводом 11 электрода 4 соединена с согласующим устройством 12, к выходу которого подключены узел 13 контроля заданно- го уровня информативного сигнала, 35 узел 14 контроля неинформативного сигнала и промежуточный преобразователь 15. Узел 14 включает последовательно соединенные дифференцирующий элемент 16, триггер 17, сглаживающий фильтр 18 и усилитель 19, причем вход дифференцирующего элемента 16 подключен к выходу согласующего устройстна 12, а выход усилителя 19 соединен с одним входом схемы ИЛИ 20, к другому входу которой подключен вы- 45 ход узла 13. . Фильтр 18 (фиг. 2) представлен цепью из развязывающего конденсато-. ра 21, одна обкладка которого соединена с выходом триггера 17, а дру- 50 гая с плюсоным выводом диода 22 и через резистор 23 — с шиной нулевого потенциала, а минусовой вывод диода

22 подключен к сглаживающей RC-цепи, включающей резистор 24 и конденсатор 55

25.

Устройство работает следующим образом.

С выходной диагонали моста, образованного полуобмотками 7, 8 и конденсаторным преобразователем 1 через согласующее устройство 12 информативный и неинформатинный сигналы поступают на входы узлов 13, 14 и промежуточного преобразователя 15. В промежуточном преобразователе 15 неинформатинный сигнал отфильтровывается и с его выхода после необходимых преобразований на регистратор поступает только сигнал, пропорциональный измеряемому физическому параметру.

В узле 13 неинформативный сигнал также отфильтровывается, а информативный сигнал сравнивается с заданным уровнем. На ныходе узла 13 сигнал появляется только при превышении информативного сигнала над з.аданным уровнем.

В узле 14 дифференцирующий элеменi

16 пропускает только кратковременные выбросы напряжения неинформатинного сигнала.С помощью триггера 17 и сглаживающего фильтра 18 формируется уровень постоянного напряжения, соотнетствующий наличию неинформативного сигнала, а с помощью усилителя 19 выходное напряжение узла 14 устанавлива-, ется равным нулю.

При исправном дифференциальном конденсаторном преобразователе 1 измеряемый физический параметр вызывает появление на выходе моста информативного сигнала в диапазоне от нуленого значения до номинальной величины, который не превосходит наперед заданного уровня в узле 13, а узел 14 фиксирует наличие неинформатинного сигнала. При этом на выходах узлов 13, 14 и схемы ИЛИ 20 сигналы отсутствуют.

Неисправные состояния дифференциального конденсаторного преобразователя

1 характеризуются обрывами цепей 25, 3-6, 4-11, короткими замыканиями электродов конденсаторов 2-4, 3-4.

При неисправностях конденсаторного преобразователя, которые вызынают появление информативного сигнала, превышающего заданный уровень, на выходе узла 13 и схемы ИЛИ 20 появляется сигнал.

При неисправностях, которые вызывают пропадание неинформативного сигнала на выходе мостовой измерительной схемы и согласующего устройства 12, выдают сигнал узел 14 и схема ИЛИ 20. По появлению сигналон на выходе схемы ИЛИ 20 определяется неисправное состояние конденсаторного первичного преобразователя.

Использование новых элементов узла контроля неинформативного сигнала и схемы ИЛИ выгодно. отличает емкостное измерительное устройство от известных, которые содержат лишь уз767586.

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7183/38 Тираж 1019 Подписное i

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Поо ™ " лы допускового контроля информативного сигнала, так как повышается достоверность результатов измерения за счет расширения области выявляемых неисправных состояний конденсаторно; го преобразователя.

Емкостное измерительное устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь постоянного напряже- )g ния с трансформатором, дифференциальный конденсаторный первичный преобразователь, согласующее устройство, промежуточный преобразователь и узел контроля уровня информативного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,":--что, с целью повышения достоверности результатов измерения эа счет расширения количества выявляемых неисправных состояний конденсаторного преобразователя, в него введены узел контроля неинформативного сигйала, выполненный в виде последовательно сое/ диненных дифференцирующего элемента, триггера, сглаживающего фильтра и усилителя, и двухвходовач схема ИЛИ,. причем вход узла контроля неинформативного сигнала подключен к выходу согласующего устройства, а его выход и выход узла контроля уровня информативного сигнала подключены к входам схемы ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 553500, кл. G 01 L 9/12, 1976.

2. В.Н.Новицкий. Электрические измерения неэлектрических величин.Л., 1975, с. 481-484 (прототип).