SU765643A1 - Емкостной трансформаторный мост дл измерени перемещений - Google Patents

Description

1

Изобретер1ие относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  перемещений.

Известен емкостной трансформаторный мост дл  измерени  перемещений, содержащий трансформатор напр жени  с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками , компаратор токов с дифференциальными , дополнительной и указательной обмотками , емкостной преобразователь перемещени  с дифференциальными токовыми электродами и потенциальным электродом, образцовую меру емкости и указатель равновеси . Подключением токовых электродов преобразовател  к дифференциальным обмоткам компаратора токов достигают равенства потенциалов на этих электродах, что позвол ет обеспечить равномерность электрического пол  в рабочем.объеме преобразовател  и получить св занные с этим исключительно высокие линейность и точность преобразовани  механического перемещени  в электрическую емкость, что, в конечном счете, обеспечивает высокую точ-ность измерени  перемещени  1.

Эта потенциально высока  точность измерени  ограничена наличием зависимости емкости преобразовател  от вариации геометрических и электрических характеристик рабочего объема преобразовател  (в частности ширины зазора между потенциальным и токовым электродами и диэлектрической

5 проницаемости среды между этими электродами ).

Наиболее близким по технической сущ-, ности к предлагаемому  вл етс  емкостной трансформаторный мост дл  измерени  перемещений , содержащий трансформатор напр жени  с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками, первый компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками, второй компаратор токов с дифференциальными и вторичной обмотками, дифференциальный емкостной преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к нерегулируемой обмотке трансформатора напр жени , и дифференциальными токовыми электродами , подключенными к дифференциальным

20 обмоткам первого компаратора токов, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой трансформатора напр жени  и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель

равновеси , подключенный к указательтюй обмотке первого компаратора, последовательно соединенные уггравл емый делитель напр жени  и вторую образцовую меру емкости , включенные параллельно первой образцовой мере емкости, фазочувствительный

выпр митель, опорный вход которого 1ОДключен к нерегулируемой обмотке трансформатора напр жени , а выход - к угфавл ющему входу управл емого делител  напр жени , третью образцовую меру емкости , подключенную к нерегулируемой обмот-, ке тра1 сформатора напр жени  и к одной из дифференциальных обмоток второго компаратора токов, друга  дифференциальна  обмотка которого включена последовательно с дифференциальными обмотками первого компаратора токов {2.

При номинальных значени х геометрических и электрических характеристик рабочего объема преобразовател  токов, протекающих по цеп м токовых электродов преобразовател , равна току, протекающему через третью образцовую меру емкости. Разностный ток в выходной обмотке второго компаратора токов равен нулю, напр жение на выходе управл емого делител  напр жени  отсутствует. Уравновешивание моста осуществл етс  путем регулировани  тока, протекающего через первую образцовую меру емкости, при помощи изменени  числа витков регулируемой обмотки трансформатора напр жени .

Г1ри отклонении геометрических и электрических характеристик рабочего объе.ма преобразовател  от их номинальных значений равновесие во втором компараторе токов нару 11аетс , что приводит к по влению тока в цепи второй образцовой меры емкости . Если коэффициенть 1 передачи звеньев . удовлетвор ют определенном ус.товию, то, в принципе, в устройстве возможна компенсаци  погрешности измерени  перемеп1е ни , обусловленна  вариацией характе)истик рабочего объема преобразовател .

Недостаток устройства - ограниченна  степень компенсации упом нутой погрешности из-за неизбежной на практике нестабильности коэффициентов передачи таких достаточно сложных узлов как интегратор, фазочувствительный выпр митель, управл емый делитель напр жени .

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что второй компаратор токов снабжен дополнительной обмоткой, а мост снабжен последовательно соединенными вторым управл емым дрлитеЛем напр жени , идентичным первому , и четвертой образцовой мерой емкости , котора  подключена к дополнительной обмотке второго компаратора токов, усилителем , вход которого подключен ко вторич ной обмотке второго компаратора токов, а выход ко входу фазочувствительного вьь

пр мител , управл ющий вход второго уп равл емого делител  напр жени  подключен к выходу фазочувствительного выпр мител  а опорный вход второго управл емого делител  напр жени  подключен к нерегулируемой обмотке трансформатора напр жени .

На чертеже 1гредставлена блок-схема устройства .

Оно содержит трансформатор 1 напр жени  с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками 2 и 3, первый компаратор 4 токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками 5, 6, 7, 8, второй компаратор 9 токов с дифференциальными , дополнительной и вторичной обмотками 10, 11, 12 и 13, дифференциальный емокстной преобразователь 14 с потенциальным электродом 15, подключенным к нерегулируемой обмотке 3 трансформатора напр жени  1, и дифференциальными токовы .ми электродами 16, 17, подключенйым к дифференциальным обмоткам 5, 6 первого ком паратора 4 токов, первую образцовую меру 18 емкости, включенную между регулируе мой обмоткой 2 трансформатора 1 напр  жени  и дополнительной обмоткой 7 nef) вого компаратора 4 токов, указатель 19 ран1101 еси , подключенный к указательной об мотке 8 этого компаратора, последоватс.1ь но соединенные управл емый делитель 20 напр жени  и вторую образцовую меру 21 емкости, включенные параллельно первой образцовой мере 18 емкости, фазочувствител ный выпр митель 22, опорный вход которо ГС) подключен к нерегулируемой обмотке 3 трансформатора 1 напр жени , упраЕ л емый делитель 23 напр жени , управл ющий вход которого подключен к выходу фазочув ствите;п ного выпр мител  22, третью и чет вертую образцовые меры 24 и 25 е.мкости. усилитель 26, входом подключенный ко вторичной обмотке 13 второго компаратора 9 токов, а выходом -- ко входу фазочувствительного выпр мител  22.

Устройство работает следующим образом .

1-1апр жение с нерегулируемой обмотки 3 трансформатора 1 подаетс  на потенциальный электрод 15 преобразовател  14 и вы зывает по вление токов, протекающих по токовым электродам 16, 17 и дифференциальным обмоткам 5, 6 компаратора 4. Магнитный поток, создаваемый этими токами компенсируетс  противофазным магнитным потоком , создаваемым током, протекающим через первую 18 и вторую 21 образцовые меры 18 и 21 емкости и дополнительную обмотку 7 компаратора 4 токов. Компенсаци  погрешности измерени  от вариации геометрических и электрических характеристик преобразовател  осуществл етс  при помощи след щей системы, образованной усилителем 26, фазочувствительным выпр мителем 22, управл емым делителем 23 напр же и , ()6р;и11()ной мерой 25 емкости и ком11Я )иг() t KiKOH, ныполннюшим функцик лсмгит; ( jaiiHOHHH. Fi компараторе 9 токон ироилиолитс  сравнение ра.июсти суммарного тока дн1)(})ерси1п(альных члектролов 16, 17 iipef)f)pa3OBaie.i« и стабильного по величине тока, 11р(текак)Н1его через образцовую меру 24 емкости, с током, протекающим через образцонуи) меру 25 емкости. При достаточно большом коэффициенте передачи усилител  26 алгебраическа  сумма токов, протекающих по обмоткам 10, 11, 12 компаратора 9 токов, может 6ыт сведена к нулю с точностью до norpeiHHocTH статизма, что позвол ет существенно уменьшить вли ние нестабильности коэффициентов передачи элементов устройства па степень компенсаПИИ погрешности измерени , вызванной вли нием характеристик преобразовател . При этом п пил11аетс  точность измерени . Фо тмула изобретени  Емкостной трансформаторный мост дл  измерени  неремен1ений, содержап,ий трансформатор напр жени  с регулируе.мой и нерегулируемой вто)ичными об.мотками, первый компаратор токов с дифференциальными дополнительной и указате.чьной обмотками; второй компаратор токов с дифференциальными и вторичн1)й обмотками, дифференциальной емкостной преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к нерегулируемой обмотке трансформатора напр жени , и дифференциальными токовыми электродами, подключенными к дифференциальным обмоткам первого К1)мпаратора то ков, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой транс формат(,)ра напр жени  и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель равновеси , подключенный к указательной обмотке первою компаратора, последовательно соединенные управл емый делитель напр жени  и образцовую меру емкости, включенные параллельно первой образцовой мере емкости, фазочувстви тельный выпр митель, опорный вход которого подключен к нерегулируемой обмотке трансформатора напр жени , третью образцовую меру емкости, подключенную к нерегулируемой обмотке трансформатора напр жени  и к одной из дифференциальных обмоток второго компаратора токов, друга  дифференциальна  обмотка которого включена последовательно с дифференциальными обмотками первого компаратора токов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , .второй компаратор токов снабжен догюлнительной обмоткой, а мост снабжен последовательно соединенными вторым управл емым делителем напр жени , идентичным первому, и четвертой образцовой мерой емкости, котора  подключена к дополнительной обмотке второго компаратора токов, усилителем, вход которого подключен ко вторичной обмотке второго компаратора токов, а выход - ко входу фазочувствительного выпр мител , управл ющий вход второго управл емого делите.ч  напр жени  подключен к выходу фазочувствительного выпр мител , а опорный вход второго управл емого делител  напр жени  подключеп к нерегулируемой обмотке трансформатг)ра напр жени . Источники информации, прин тые во впимапие прп экспертизе 1.Авторское свидете.тьство СС(, № 625128, кл. G 01 В 7/00, 1977. 2.Авторское свидетельство СЛХР по за вке № 26ГЮ275/28, кл. О 01 7/(Ю, 1978 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Емкостной трансформа горный мост для измерения перемещений, содержащий трансформатор напряжения с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками, первый компаратор токов с дифференциальными, дополнительной и указательной обмотками; второй компаратор токов с дифференциальными и вторичной обмотками, дифференциальной емкостной преобразователь с потенциальным электродом, подключенным к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения, и дифференциальными токовыми электродами, подключенными к дифференциальным обмоткам первого компаратора токов, первую образцовую меру емкости, включенную между регулируемой обмоткой трансформатора напряжения и дополнительной обмоткой первого компаратора токов, указатель равновесия, подключенный к указательной обмотке первого компаратора, последовательно соединенные управляемый делитель напряжения и вторую образцовую меру емкости, включенные параллельно первой образцовой мере емкости, фазочувстви тельный выпрямитель, опорный вход которого подключен к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения, третью образцовую меру емкости, подключенную к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения и к одной из дифференциальных обмоток второго компаратора токов, другая дифференциальная обмотка которого включена последовательно с дифференциальными обмотками первого компаратора токов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, второй компаратор токов снабжен дополнительной обмоткой, а мост снабжен последовательно соединенными вторым управляемым делителем напряжения, идентичным первому, и четвертой образцовой мерой емкости, которая подключена к дополнительной обмотке второго компаратора токов, усилителем, вход которого подключен ко вторичной обмотке второго компаратора токов, а выход - ко входу фазочувствительного выпрямителя, управляющий вход второго управляемого делителя напряжения подключей к выходу фазочувствительного выпрямителя, а опорный вход второго управляемого делителя напряжения подключен к нерегулируемой обмотке трансформатора напряжения.