Бесконтактный преобразователь перемещения в частоту

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения точности за счет исключения влияния на результат преобразования параметров линии связи, соединяющей датчик с преобразователем, в преобразователь, содержащий усилитель 8, интегратор 11, сумматор 13, компаратор 14, введены дифференциальный резистивно-емкостной датчик 1 с электродами 2...7, усилитель 9 и преобразователи 10, 12 напряжение-ток. На входах компаратора 14 формируются два напряжения: одно линейно изменяющееся, пропорциональное перемещению, другое независящее от перемещения и времени, определяющее порог срабатывания компаратора. Параметры линии связи одинаково влияют на оба напряжения, что позволяет исключить влияние линии связи на информационный сигнал преобразователя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д о 4 С 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4361436/24-28 (22) 11.01.88 (46) 30,08.89. Бюл. К 32 (71) Пензенский политехнический институт (72) О.Г.Звонов, А.Х.Зябиров, А.И.Мартяшин и В.И.Чернецов (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 834388, кл. G О1 В 7/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1116299, кл. С 01 В 7/00, 1982. (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЧАСТОТУ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь,зовано для измерения перемещений.

С целью повьппения точности за счет исключения влияния на результат пре„„Я0„„1504489 А 1

2 образования параметров линии связи, соединяющей датчик с преобразователем, в преобразователь, содержащий усилитель 8, интегратор 11, сумматор 13, компаратор 14, введены дифференциальный .резистивно-емкостной датчик 1 с электродами 2...7, усилитель

9 и преобразователи 10,12 напряжениеток. На входах компаратора 14 формируются два напряжения: одно линейноизменяющееся, пропорциональное перемещению, другой — независящее от перемещения и времени, определяющее поpor срабатывания компаратора. Параметры линии связи одинаково влияют на оба напряжения что позволяет ис- с

Э е ключить влияние линии связи на информационный сигнал преобразователя.

2 ил.

Бесконтактный преобразователь перемещения в частоту, содержащий реэистивно-емкостный датчик с двумя неподвижными и одним подвижным элект45 родами, первый усилитель, интегратор, компаратор и сумматор, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход первого усилителя подключен к первому неподвижному электроду датчика, о т и и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены второй усилитель и два преобразователя напряжение — ток, а резистивно-емкостный датчик выполнен дифференциальным с двумя дополнительными неподвижными электродами и одним дополнительным подвижным электродом, подвижный и дополнительный подвижный электроды дат

3 150448

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Целью изобретения является повьппе5 ние точности преобразователя за счет исключения влияния на результат преобразования параметров линии связи, соединяющей датчик с преобразователем и входной емкости преобразовате-. ля, параллельной емкости датчика.

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Преобразователь содержит дифферен- 15 циальный датчик 1 с электродами 2—

7, усилители 8,9, преобразователь 10 напряжение — ток, интегратор 11, преобразователь 12 напряжение — ток, сумматор 13, компаратор 14. 20

Выход компаратора 14 соединен со входами преобразователей 10 и 12, входы компаратора 14 подключены к выходам интегратора 11 и сумматора 13, входы сумматора 13 подключены к вы- 25 ходам усилителей 8 и 9, а вход интегратора подключен к выходу усилителя

8, выходы преобразователей 10 и 12 соединены соответственно с 2 и 6 неподвижными электродами датчика 1, два 30 других неподвижных электрода 3 и 5 подключены к выходам соответственно усилителей 8 и 9, подвижный электрод

4 соединен со входом усилителя 8, а подвижный электрод 7 со входом усилителя 9.

Преобразователь работает следующим образом.

В начальный момент времени t=O (момент включения) на выходе компара- 40 тора 14 присутствует постоянное напряжение, например, отрицательное U которое подается на преобразователи

10,12 напряжение — ток, они в свою очередь вырабатывают ток, одинаковый по значению:

10 42

Дифференциальный датчик 1 представляет собой два идентичных датчи50 ка, подвижные электроды 4,7 которых механически связаны между собой и с перемещающимся объектом. Оба датчика питаются одинаковым током Io и включены в обратную связь инвертирующих усилителей 8 и 9. Сигнал на выходе каждого запишется следующим образом.

Ц =К х о р

К(о х) Ое

9 4

I где В„ — сопротивление датчика 1 между электродами 4 и 3 или между электродами 7 и 6; (R -R ) — сопротивление датчика 1 между электродами 2 и 4 или 5 и 6;

К вЂ” коэффициент, определяемый параметрами линии связи, одинаковый для обоих усилителей 8,9.

На выходе сумматора 13 будет присутствовать сигнал, равный:

Ц и-К Rф?ФФ который не зависит от положения подвижных электродов 4 и 7. На выходе интегратора 11 напряжение изменяется по закону:

U11 K R„ Io»

l где ь — постоянная времени интегратора; — время интегрирования.

Оба сигнала U, и U „ подаются на входы компаратора 14 и в момент их равенства напряжение на компараторе

14 изменит полярность, после чего весь процесс повторяется, т.е..схема работает в режиме релаксационных колебаний, частота которых определяется из условия

KRI- KR I => f 2 —— кх х о о o R л а и не зависит от параметров линии связи между датчиком и преобразователем.

Формула и з о б р е т е н и я

Составитель В.Подолян

Техред М.Ходанич Корректор В.Кабаций

Редактор A.Äîëèíè÷

Заказ 5239/40 Тирах 683 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент ° г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ! lt

5 1504489 6 чика жестко связаны между собой, вы- ному дополнительному неподвижному ход первого усилителя подключен к электроду датчика, подвижный электпервому входу сумматора и через инте- род датчика и дополнительным подвиигратор к второму входу компаратора, . ный электрод датчика подключены к выход которого подключен к входам

5 входам соответственно первого и вто-. первого н второго преобразователей рого усилителей, а выход второго усинапрямение — ток, выходы которых под- лителя подключен к второму входу сумключены соответственно к второму не- матора и второму дополнительному неподвижному электроду датчика и к пер- подвидному электроду датчика.