Устройство для измерения перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С® ВТЕЛЬСТВУ

Соеоэ Советских

Социалистических

Республик (ui805058 (е1) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 0204.79 (21) 2745330/18-28

Р )м. <л

G 01 В 7/00 с присоединением заявки йо"

Государственный комитет

СССР яо делам мзобретеннй н открытий (23) Приоритет(53) УДК ЗЗ1.717 (088.8) Опубликовано 1502.81. Бкнметеиь И96

Дата ойубликованияописання 1Ы281

В.Я. Скотников и Е.П. /Черкккое

/ » (72) Авторы изобретения (54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕИЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, преобразующим перемещение, и может быть использовано в измерителях давления и в других устройствах подобного назначения.

Известны устройства для измерения перемещений, выполненные на базе емкостных преобразователей перемещения 11).

Обладая высокой чувствительностью, эти емкостные. преобразователи имеют ограниченное применение при работе в сложных условиях эксплуатации, в частности при работе в ши-. роком диапазоне рабочих температур.

Температурная компенсация погрешностей емкостного преобразователя осуществляется тщательным выбором его конструктивных параметров и материалов. Однако это не дает полной термокомпенсации, особенно в случаях использования емкостных преобразователей в составе измерительных схем.

Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство для измерения перемещений, содержащее измерительный мост с дифференциальным емкостным преобразователем, включенным в смежные плечи, и цепь уравновешивания с функциональным емкостным преобразователем, включенным в другие смежные плечи моста (2).

Недостатком данного устройства является отсутствие схемы температуркой компенсации, обеспечивающей высокую точность измерения в широком диапазоне изменения рабочих темпера-.

10,ур

Цель изобретения — повышение точ» . ности и расширение диапазона рабочих температур.

Поставленная цель достигается

15 тем, что устройство снабжено источником опорного напряжения, схемой управления и.схемой температурной

Компенсации, выполненной на двух варикапах, у которых одноименные

20 электроды подключены к общей шине, а другие — к источнику опорного напряжения, статорным пластинам функционального емкостного преобразователя и к выходу схемы управления, 25 а схема управления выполнена в виде операционного усилителя, инвертирующего повторителя и термодатчика, причем вход операционного усилителя подключен к источнику опорного напря39 жения и термодатчику, а выход — к

805058 одному из варикапов и иннертирующе,му повторителю, соединенному со вто-, рым варикапом, На чертеже представлена схема устройства для измерения перемещений °

Устройство содержит измеритель ный мост 1 с дифференциальным емкостным преобразователем 2, образованным подвижным ротором 3, воспринимающим * измеряемое перемещение h.h и двумя статорами 4 и 5, емкостный функциональный преобразователь 6 с ротором

7 и статорными пластинами В и 9. Питание измерительного моста 1 осуществляется через трансформатор 10. Выход измерительного моста 1 соединен 15 ,со входом цепи 11 уравновешивания, выход которой является выходом устройства для измерения перемещения.

Статорные пластины 8 и 9 емкостного функционального ïðåîáðà.зователя 6 2О подключены к схеме 12 температурной компенсации, выполненной на варикапах 13 и 14, у которых одноименные электроды подключены к общей шине, а другие через потенциометры 15 и

16 » к источнику 17 опорного напряжения и через потенциометры 18 и

19 - к выходу схемы 20 управления, выполненной на операционном. усилителе 21, вход которого подключен к

30 термодатчику 22 и через потенциометр

23 - к источнику 17 опорного напряжения, а выход соединен с варикапом

14 и входом инвертирующего повторителя 24, выход которого соединен с варикапом 13.

Устройство работает следующим образом.

При изменении измеряемого перемещения

Падение напряжения на термодатчике 22 компенсируется потенциометром

23 таким образом, чтобы при нормальной температуре напряжение на выходе операционного усилителя 21 было равно нулю. Напряжение на выходе инвертирующего повторителя 24 при нормальной температуре также равно нулю, и емкости варикапон 13 и 14 определяются только их типом и начальными напряжениями смещения. Величины ком-. пенсирующих напряжений снимаются с потенциометров 18 и 19, включенных на выходах операционного усилителя 21 и инвертирующего повторителя 24 схемы 20 управления. Изменение величины напряжений на варикапах 13 и 14 определяется масштабным коэффициентом операционного усилителя 21, который может регулироваться н зависимости от величины допустимой температурной погрешности любым известным способом.

Схема. 12 температурной компенсации позволяет получать любые необходимые для компенсации температурных погрешностей варианты изменения емкостей нарикапон 13 и 14, при этом манипуляции, производимые при температурах, при которых производится термокомпенсация погрешностей, не приводят к изменению выходных параметров устройства при нормальной температуре.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее измерительный мост с дифференциальным емкостным преобразователем, нключенным в смежные плечи, и цепь уравновешивания с функциональным емкостным преобразователем, включенным в другие смежные плечи моста, о т л и ч а ю щ в— е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона рабочих температур, îío "íàáæåíî источником опорного напряжения, схемой управления и схемой температурной компенсации, выполненной на двух варикапах, у которых одноименные электроды подключены к общей шинЕ, а другие — к источнику опорного напряжения, статорным пластинам функционального емкостного преобразователя и к выходу схемы управления, а схема управления выполнена в виде операционного усилителя, инвертирующего повторителя и термодатчика, причем вход операционного усилителя подключен к источнику опорчого напряжения и термодатчику, а выход - к одному из варикапов и инвертирующему понторителю, соединенному со вторым нарикапом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ацюковский В.A. Емкостные преобразователи перемещения. И., "Энергия", 1966, с. 81-85, 243-249.

2. Авторское свидетельство СССР

В 253892, кл. G 05 В 11/14, 1969 (прототип).

805058

Составитель Л. Куликов

Редактор A. Гук Техред И. Асталош Корректор:Е. Рошко

Заказ 10854/59 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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