Устройство для измерения перемещений

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 803602 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио04.03.77 (21) 2458800/18-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 23.01.83- бюллетень М 3

Дата опубликования описания 09.02.83 (53)M. Кл.

001 В 7/00

Гееударстееннвй кеантет

CCCP ю аннам нзебретеннй н етнрытий (53 ) УД К 531.71 7 (088. 8) (72) Автор изобретения

Н. Х. Асанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕШЕНИЙ

Изобретение относится к области из.мерения перемещений и может быть использовано в системах контроля и регулирования в качестве преобразователя неэлектрических величин положения обьекта в электрические сигналы.

Известны устройства для измерения перемещений, содержащие емкостный дифференпнальный датчик и операпнонный усилитель (1) Недостатком известных устройств является наличие погрешности измерения, вызванной воздействием факторов внешней среды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для измерения перемешений, содержащее генератор разнополярных импульсов, выполненный на операционном усилителе, дифференциальный преобразователь и два электронных ключа (2) .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений,: вызванная дестабилизируккпим влиянием элементов устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что устройство, снабжено ннвертпром, вход которого соединен с выходом операционного усилителя и с управляющим входом первого ключа, а выход подключен к управляющему Bxogy второт о ключа, ключи подключены параллельно плечам дифференпиального преобразователя, один из выходов которого соединен с инвертируюшим входом операционного усилителя, а другой с общим проводом

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит конденсаторы

1 и 2 дифференпнального преобразователя, операпионный усилитель 3, потенпиометр 4, включенный на выходе операпне онного усилителя 3, первый ключ 5, вто рой ключ 6, инвертор 7, сглаживающий

М

Я%

50 фильтр 8, подключенный к выходу операционного усилителя 3 и резистор 9 обратной связи, включенный между выходом и инвертируюшим входом опе рапи онного усйлителя 3.

Устройство работает следуюшим образом.

В момент времени, когда на выходе операционного усилителя 3 положительное напряжение, ключ 5 закрыт, а ключ

6 открыт отрипательным напряжением инвертора 7, т. е. обкладки конденсатора 2 эакорочены . B качестве электронных ключей могут быть применены полевые триоды проводимости канала, сток — исток которых управляегся потенциалом затвора или оптронные ключи с оптической развязкой пепи управления).

Напряжение на инвертирукипем входе операционного усилителя 3 стремится к потенциалу выходного напряжения операционного усилителя 3 с постоянной времени, определяемой емкостью конденсатора 1 и величиной резистора 9 обратной связи, и когда оно становится равным напряжению на неинвертирукюпем входе операционного усилителя 3, величина которого задается потенциометром

4, выходное напряжение операционного усилителя 3 скачком меняется на от- 30 рипательное. При этом ключ 5 открывается отрицательным напряженим с выхода операпионного усилителя 3, закорачивая обкладки конденсатора 1 и разряжая его до нуля, а ключ 6 закрывается положительньм напряжением с инвертора

7. Конденсатор 2 начинает заряжаться до отрицательного потенциала на выходе операционного усилителя 3 с постоянной времени, определяемой величиной емкости этого конденсатора и величиной резистора 9 обратной связи.

Когда отрицательное напряжение as конденсаторе 2 равно и на инвертируюшем входе усилителя 3 становится равным напряжению на неинвертируюшем . входе, выходное напряжение вновь скачком меняет знак-и становится положительным. Ключ 5 закрывается, ключ 6 открывается, шукгирун конденсатор 2 и разряжая его до нулевого потенциала. Напряжение на конденсаторе 1 вновь возрастает, стремясь к потенпиалу нап-. ряжения на выходе операционного усилителя 3.

Ф ормул а изобретения

Устройство для измерения перемешений, содержашее генератор разнополярных импульсов, выполненный на операпнонном усилителе, дифференпиальный преобразователь и два электронных ключа, о т л и ч а ю m е е с я тем, что; с целью повышения точности измерения, оно снабжено инвертором, вход которого соединен с выходом операционного усилителя и с управляюшим входом первого ключа, а вькод подюпочен к управляющему входу второго ключа, ключи подключены параллельно плечам дифференциального преобразователя, один из выходов которого соединен с инвертируюшим входом операционного усилителя, а другой — с обшим проводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ 3729991, кл. 73-136 А, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2166569/28,. кл. 601 В, 1975 (прототип).

Описанные процессы повторяются, происходит генерация разнополярных импульсов.

При этом, длительность положительных импульсов пропорциональна величине емкости конденсатора 1, а длительность отрицательных импульсов — величине емкости конденсатора 2.

Выходное напряжение, снимаемое с фильтра 8 и являюшееся постоянной составляющей периодической последовательности разнополярных импульсов, пропорционально угловому или линейному перемешению подвижного электрода дифференпиального емкостного датчика.

При постоянстве амплитуд положительных и отрипательных импулы:ов, что можно обеспечить, приМанив на. выходе генератора двухполярные ограничители напряжения на стабилжронах, пропорциональное увеличение или уменьшение длительностей положительных и отрицательных импульсов, вызванное изменением сопротивления обратной связи или емкостей датчика при изменении условий окружаюшей среды, погрешностей в измерение не вносит. Благодаря этому повышается точность измерения перемешений.

Составитель В. Николаев

Редактор E. Зубиетова Техред А. Бабинец Корректор У. Пономаренко

Заказ 10780 7

Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государсъъеннот о комитета СССР по делам изобретении и открыгий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4