SU1536188A1 - Capacitive meter of distance to earthed surface - Google Patents

Capacitive meter of distance to earthed surface Download PDF

Info

Publication number
SU1536188A1
SU1536188A1 SU884433708A SU4433708A SU1536188A1 SU 1536188 A1 SU1536188 A1 SU 1536188A1 SU 884433708 A SU884433708 A SU 884433708A SU 4433708 A SU4433708 A SU 4433708A SU 1536188 A1 SU1536188 A1 SU 1536188A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
switch
transformer
capacitive
capacitor
Prior art date
Application number
SU884433708A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Иванович Борщев
Андрей Владимирович Красиленко
Ростислав Станиславович Лежоев
Сергей Викторович Макаренко
Анатолий Иванович Новик
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU884433708A priority Critical patent/SU1536188A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1536188A1 publication Critical patent/SU1536188A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  и контрол  рассто ни  до заземленной электропроводной поверхности. Цель изобретени  - повышение точности. Дл  этого в измеритель введен второй источник 11 напр жени , трансформатор 13 и конденсатор 14, а емкостный датчик 1 выполнен в виде экранирующего электрода 2 и центрального электрода 3, расположенных в одной плоскости, что позвол ет исключить вли ние паразитной емкости. Выполнение по крайней мере одного из источников 4, 11 в виде емкостного измерител  рассто ни  до заземленной поверхности позвол ет получить результат, соответствующий произведению или алгебраической сумме двух рассто ний. 1 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure and control the distance to a grounded electrically conductive surface. The purpose of the invention is to improve accuracy. To do this, a second voltage source 11, a transformer 13 and a capacitor 14 are introduced into the meter, and the capacitive sensor 1 is made in the form of a shielding electrode 2 and a central electrode 3 located in the same plane, which eliminates the influence of the parasitic capacitance. Performing at least one of the sources 4, 11 in the form of a capacitive distance meter to a grounded surface allows one to obtain a result that corresponds to the product or the algebraic sum of two distances. 1 sec. and 2 hp ff, 1 ill.

Description

(21)4433708/24-28(21) 4433708 / 24-28

(22)31.05.88(22) 05.31.88

(46) 15.01.90. Бюл. № 2(46) 01/15/90. Bul № 2

(71)Институт электродинамики АН УССР(71) Institute of Electrodynamics, Academy of Sciences of Ukraine

(72)П.И.Боошев. А.В.Красиленко,(72) P.I.Boshev. A.V. Krasilenko,

. Р.С.Лежоев.С.В.Макаренко иА.И.Новик. R.S. Lezhoev.S.V.Makarenko and A.I.Novik

(53)621.317.39:531.717(088.8)(53) 621.317.39: 531.717 (088.8)

(56)Патент США № 4386312, кл. G 01 R 27/26, 1976.(56) US Patent No. 4386312, cl. G 01 R 27/26, 1976.

Патент США № 4054833, кл. G 01 R 11/52, 1975.US Patent No. 4054833, cl. G 01 R 11/52, 1975.

(54)ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЯ ДО ЗАЗЕМЛЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ(54) CAPACITY DISTANCE MEASURING TO GROUNDED SURFACE

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  и контрол  рассто ни  до заземленной электропроводной поверхности. Цель июбрете- ни  - повышение точности. Дл  этого в измеритель введены второй источник 11 напр жени , трансформатор 13 и конденсатор 14, а емкостный датчик 1 выполнен в виде экранирующего электрода 2 и центрального электрода 3, расположенных в одной плоскости, что позвол ет исключить вли ние паразитной емкости. Выполнение по крайней мере одного из источников 4, 11 в виде емкостного измерител  рассто ни  до заземленной поверхности позвол ет получить результат, соответствующий произведению или алгебраической сумме двух рассто ний, 1 с., 2 з,п, ф-лы, 1 ил.(57) The invention relates to a measurement technique and can be used to measure and control the distance to a grounded electrically conductive surface. The purpose of the survey is to increase accuracy. For this purpose, a second voltage source 11, a transformer 13 and a capacitor 14 are introduced into the meter, and the capacitive sensor 1 is made in the form of a shielding electrode 2 and a central electrode 3 located in the same plane, which eliminates the influence of the parasitic capacitance. Performing at least one of the sources 4, 11 in the form of a capacitive distance meter to a grounded surface allows to obtain a result corresponding to the product or the algebraic sum of two distances, 1 sec., 2 з, п, ф-л, 1 Il.

(L

гг. Јyy J

«/л"/ L

СПSP

оо оLtd

оо ооoo oo

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  и контроп  рассто ни  до заземленной плектропро- водной поверхног тиThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure and counter the distance to a grounded plectrical conductive surface.

Цель изобретени  - повышение точности за смет искпючени  вли ни  паразитной емкости датчика,  . также расширение функциональных возможное- тон за счет измерени  произиедени  или алгебраической суммы двух рассто ний .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the estimates of the influence of the parasitic capacitance of the sensor,. also the expansion of functional possibilities by measuring the production or algebraic sum of two distances.

Из чертеже представлена блок-схема измерител .The drawing shows the block diagram of the meter.

Измеритель содержит емкостный датчик 1 с -экранирующим электродом 2 и центральным электродом 3, источник А напр жени , коммутатор 5, конденсатор 6, усилитель 7, фазочувствитель ный детектор 8, интегратор 9, коммутатор 10, источник 11 напр жени , генератор 12 импульсов, трансформатор 11, конденсатор 14 и шину 15 нулевого потенциала. The meter contains a capacitive sensor 1 with a shielding electrode 2 and a central electrode 3, a voltage source A, a switch 5, a capacitor 6, an amplifier 7, a phase-sensitive detector 8, an integrator 9, a switch 10, a voltage source 11, a pulse generator 12, a transformer 11, a capacitor 14 and a zero potential bus 15.

Источник 4 напр жени  подключен к первому информационному входу коммутатора 5, второй вход которого подключен к шине 15 нулевого потенциала . Выход коммутатора 5 через образцовый конденсатор Ъ соединен с входом усилител  7. Фазочувствитель- нмй детектор 8 и интегратор 9, подключенные к выходу усилител  7, образуют систему автоматического урав- нонешивани . Информационные входы коммутатора 10 подключены соответственно к вькоцам интегратора 9 и источника 11 напр жени . Управл ющие входы обоих коммутаторов и фазочув- ствительного детектора 8 подключены к выходу генератора 12 пр моугольных импульсов. Трансформатор 13 выполнен на ферромагнитном сердечнике (например , на ферритопом кольце). Его оьмстки выполнены экранированным проводом , причем центральна  жила провода выполн ет функции вторичной об- мотт п, ее начало подключено к входу усилител  7, а конец - к центральному электроду датчика 1. Оплетка экранированного провода выполн ет функции первичной обмотки: начало ее подключено к шине 15 (у входа усилител  7), а конец соединен с экранирующим ччектродом 2 датчика 1 и через разделительный конденсатор 15 с ПЫУОДОМ второго коммутатора 10.The voltage source 4 is connected to the first information input of the switch 5, the second input of which is connected to the zero potential bus 15. The output of the switch 5 is connected to the input of the amplifier 7 through the reference capacitor b. The phase-sensitive detector 8 and the integrator 9 connected to the output of the amplifier 7 form an automatic balancing system. The information inputs of the switch 10 are connected respectively to the integrator 9 and voltage source 11. The control inputs of both switches and the phase-sensitive detector 8 are connected to the generator output 12 rectangular pulses. The transformer 13 is made on a ferromagnetic core (for example, on a ferrite ring). Its cores are made with shielded wire, the central core of the wire performs the functions of secondary winding, its beginning is connected to the input of amplifier 7, and its end is connected to the central electrode of sensor 1. The braid of the screened wire performs the functions of the primary winding 15 (at the input of the amplifier 7), and the end is connected to the shielding point 2 of the sensor 1 and through the coupling capacitor 15 to the CURRENT of the second switch 10.

д 5d 5

00

5five

Измеритель работает следующим образом.The meter works as follows.

Импульсы с выхода генератора 12 пр моугольных импульсов управл ют работой коммутаторов 5 и 10 таким образом, что на их входах формируетс  переменное пр моугольное напр жение , амплитуда импульсов которого равна разности посто нных напр жени  на входах коммутаторов 5 и 10.The pulses from the generator output of 12 rectangular pulses control the operation of the switches 5 and 10 in such a way that an alternating rectangular voltage is formed at their inputs, the amplitude of the pulses of which is equal to the difference of the constant voltage at the inputs of the switches 5 and 10.

Трансформатор 13 выполн ет функции повторител , одновременно формиру  поверхность, эквипотенциально экранирующую втор гчную обмотку трансформатора . Разделительный конденсатор 14 предотвращает насыщение сердечника трансформатора напр жени  посто нным током. Система автоматического уравновешивани , образованна  последовательно включенными усилителем 7, фазочувствительным детектором 8 и интегратором 9, приводит сигнал на входе усилител  7 к нулю. При этом падение напр жени  на образцовом конденсаторе 6 равно напр жению на выходе коммутатора 5, падение напр жени  на емкостном датчике равно ЭДС вторичной обмотки трансформатора 13, а токи через образцовый конденсатор 6 и датчик 1 равны между собой.Transformer 13 performs the functions of a repeater, at the same time forming a surface, equipotentially shielding the secondary winding of the transformer. Isolation capacitor 14 prevents the voltage of the transformer core from being saturated with direct current. The automatic balancing system formed by the series-connected amplifier 7, the phase-sensitive detector 8 and the integrator 9 causes the signal at the input of the amplifier 7 to zero. In this case, the voltage drop on the reference capacitor 6 is equal to the voltage at the output of the switch 5, the voltage drop on the capacitive sensor is equal to the secondary voltage of the secondary winding of the transformer 13, and the currents through the reference capacitor 6 and sensor 1 are equal to each other.

Напр жение на выходе емкостного измерител  рассто ни  до заземленной поверхностиVoltage at the output of a capacitive distance meter to a grounded surface

Ц -Ј 1 с. C -Ј 1 s.

г g

00

5five

00

5five

гдеWhere

и - напр жени  на выходах источников 4 и 11 посто нного напр жени  соответственно; CQ - емкость образцовогоand - voltages at the outputs of sources of constant voltage 4 and 11, respectively; CQ - model capacity

конденсатора 6; Сх - рабоча  емкость датчика 1 .capacitor 6; Cx is the working capacity of the sensor 1.

Трансформатор 13 может быть выполнен не только с первичной обмоткой , совмещенной с оплеткой экранированного провода вторичной обмотки, но также с отдельно выполненной обмоткой . Это может понадобитьс  при необходимости изменени  коэффициента трансформации, когда количество витков в первичной обмотке должно от- Л гчатьс  от количества витков во вторичной обмотке. Таким образом, можно в широких пределах измен ть чувствительность измерительного преоб- разонатслч, гмгкол:уу и э i on случаеThe transformer 13 can be made not only with the primary winding combined with the braid of the shielded wire of the secondary winding, but also with a separately made winding. This may be necessary if the transformation ratio needs to be changed, when the number of turns in the primary winding should be different from the number of turns in the secondary winding. Thus, it is possible to widely change the sensitivity of the measuring transducer, gmcc: yy and ei on

,, Ь 1 Го,, Ь 1 Го

: :

иand

Z Z

где N, иwhere N, and

N. - числа питков в первичной и вторичной обмотках трансформатора 13.N. - the number of beats in the primary and secondary windings of the transformer 13.

При последовательном соединении двух или нескольких емкоетчых измерителен рассто ни  до заземленной поверхности изменение отношени  N,, /N позвол ет суммировать их входные сигналы с различными весами.When two or more capacitances are connected in series, measuring the distance to a grounded surface, the change in the ratio N ,, / N allows to sum their input signals with different weights.

Последовательное соединение двух или большего числа измерителей рассто ни  по заземленной поверхности необходимо, например, в следующих сл ча х.Consecutive connection of two or more distance gauges along a grounded surface is necessary, for example, in the following cases.

1.Измерение толщины провод щего покрыти  или толминн лгнтп на провод щей заземленной основе. При этом требуютс  дпа последовательно включенных измерител  рассто ни , один1. Measurement of the thickness of the conductive coating or tolmin light carrier on a conductive, grounded substrate. At the same time, dpa of a distance meter, one

из которых измер ет рассто ние до поверхности заземленной основы, а другой - до поверхности ленты или покрыти . Выходное напр жение цепи из двух измерителей окатываетс  пропорциональным разности рассто ний, т.е. непосредственно толщине ленты или покрыти „ Первый измеритель рассто ни  до заземленной поверхности при этом следует использовать п качестве источника 11 напр жени  второго измерител  рассто ни , а пол рность источников напр жени  у этих измерителей дотана быть различной,of which measures the distance to the surface of the grounded substrate, and the other to the surface of the tape or coating. The output voltage of the circuit of the two meters is proportional to the distance difference, i.e. Directly to the thickness of the tape or coating, the first distance meter to a grounded surface should be used as the source 11 of the voltage of the second distance meter, and the polarity of the voltage sources of these meters should be different,

2.Измерение рассто ни  до заземленной поверхности в услови х значительных изменений диэлектрической проницаемости среды и температурных деформаций объекта и датчика. Первый из двух измерителей рассто ни  до заземленной поверхности используетс  в качестве источника А напр жени . Сигнал на его выходе содержит информацию об измен ющихс  характеристиках окружающей среды и соответствующим образом измен ет чувствительность второп измерител  рассто ни  до заземтенной поверхности2. Measurement of the distance to a grounded surface under conditions of significant changes in the dielectric constant of the medium and temperature deformations of the object and the sensor. The first of two distance meters to a grounded surface is used as voltage source A. The signal at its output contains information about the changing characteristics of the environment and accordingly changes the sensitivity of the rms distance meter to a grounded surface.

Claims (3)

1. Емкостный измеритель рассто ни  до заземленной поверхности, со01. Capacitive distance meter to a grounded surface, co0 держащий перым источит; нал р ж ни i, два коммутатора, емкостный датчик, обра цовый конденсатор, PIUHV нулевого потенциала, ч снлитечь, фачочунсг- внтельнын детекчор, уьгхог которого через интегратор поч лючон к первому сигнальному входу первого коммутатора , выход nepFtoro источника напр жени  подключен к первому сигнальному входу второго коммутатора, вн ход которого через последовательно включенные образцовый конденсатор и усилитель подключен к сигнальномуholding the first exudes; i i, two switches, capacitive sensor, specimen capacitor, PIUHV of zero potential, h remove, phacochungsg-on detector, the voltage of which through the integrator is connected to the first signal input of the first switch, the output of the voltage source nepFtoro is connected to the first signal to the input of the second switch, whose output is connected to the signal through a series-connected exemplary capacitor and amplifier g входу фазочувствительного детектора, выход генератора импульсов подключен к входам управлени  Аазочувствитедь- нпго детектора, первгго коммутатора и второго коммутатора, второй сигп налъный вход которого подк точен к шине нулевого потенциала, о т л и - ч а ю щ и и с   тем, что, с цепью повышени  точности, в него введены второй источгик напр жени , раздели5 тельный конденсатор и трансформатор, а емкостный датчик выполнен в виде центрального и экранирующего электродов , расположенных в одной плоскости , начало первичной обмотки трансформатора подключено ь экранирующему электроду PMKOCTHOIO датчика и через разделительный конденсатор к вьгходу первого ключа, второй сигнальный вход которого подключен к иьгходу второго источника напр жени , шнни нулевого потенциала подключена к концу первичной обмотки трансформатора, вторична  обмотка которого подключена между центральным электродом емкостного датчика и входом усилител .g to the input of the phase-sensitive detector, the output of the pulse generator is connected to the inputs of the control of the Aa-sensitivity sensor, the first switch and the second switch, the second signal input of which is connected to the zero potential bus, so that , with a chain of increasing accuracy, a second voltage source is inserted in it, a separating capacitor and a transformer, and the capacitive sensor is made in the form of central and shielding electrodes located in the same plane, the beginning of the primary winding of the transformer It is connected to the PMKOCTHOIO sensor shielding electrode and through a coupling capacitor to the input of the first switch, the second signal input of which is connected to the input of the second voltage source, zero potential terminals of the transformer primary winding, the secondary winding of which is connected between the central electrode of the capacitive sensor and the amplifier input . 00 5five 00 2 Измеритель по п, 1, о-т л и - чаю щ и и с   тем, что, с целью расширени  информационных возможностей за счет измерени  произведени  или алгебра гческой суммы двух рассто нии , по крайней мере один из источников напр жени   вл етс  емкостным измерителем рассто ни  до заземленной поверхности,2 Measuring device according to claim 1, 1, oo tl and - chi and u so that, in order to expand the information capabilities by measuring the product or the algebraic sum of two distances, at least one of the voltage sources is capacitive a distance meter to a grounded surface 3. Измеритель по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ и и с   тем, что первична  обмотка трансформатора выполнена в виде оплетки, а вторична  обмотка - в виде центрального провода экранированного кабел .3. The meter PP. 1 and 2, about t - l and h a and y with the fact that the primary winding of the transformer is made in the form of a braid, and the secondary winding - in the form of the central wire of a shielded cable.
SU884433708A 1988-05-31 1988-05-31 Capacitive meter of distance to earthed surface SU1536188A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884433708A SU1536188A1 (en) 1988-05-31 1988-05-31 Capacitive meter of distance to earthed surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884433708A SU1536188A1 (en) 1988-05-31 1988-05-31 Capacitive meter of distance to earthed surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1536188A1 true SU1536188A1 (en) 1990-01-15

Family

ID=21378479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884433708A SU1536188A1 (en) 1988-05-31 1988-05-31 Capacitive meter of distance to earthed surface

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1536188A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100558379B1 (en) Impedance-to-voltage converter
JPH09280806A (en) Electrostatic capacitance type displacement meter
SU841610A3 (en) Electromagnetic gage sensitive to change of magnetic field
US3252087A (en) Method and apparatus for identifying wires
US3229530A (en) Accelerometer
US3852662A (en) Proximity measuring employing a self-balancing bridge and measuring the adjustable balancing component thereof
SU1536188A1 (en) Capacitive meter of distance to earthed surface
US5038110A (en) Circuit arrangement for signal recovery in a capacitive difference sensor
US3105191A (en) Plural focusing electrode systems for measuring the dip of substurface strata
US4022990A (en) Technique and apparatus for measuring the value of a capacitance in an electrical circuit such as a telephone communication line
US2291779A (en) Geophysical apparatus and method
SU1133539A1 (en) Three-loop indicator of material electric conductivity changes
US3246237A (en) Apparatus for detecting discharges in insulation and for discriminating between suchdischarges and any discharges occurring in termination means carried by such insulation
SU932208A1 (en) Device for measuring distance to conductive surface
SU898351A1 (en) Magnetic field pickup
JPS62245976A (en) Detecting device for abnormality of electric equipment
SU949598A1 (en) Electric prospecting device
SU920356A1 (en) Capacitive displacement meter
SU830254A1 (en) Electric capacitive meter of non-electric values
SU1272283A1 (en) Device for measuring electrostatic contrast of periodically moving charged dielectric and semiconducor layers
SU972264A1 (en) Device for measuring temperature of dc electrical machine winding
SU938124A1 (en) Electromagnetic device for checking inner diameter of ferromagnetic pipes
SU1580570A1 (en) Device for measuring cable length
SU1640525A1 (en) Transformer-coupled displacement transducer
RU2045000C1 (en) Device to check spatial translations