RU1768937C - Capacitive meter of object geometric parameters - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол  геометрических параметров (торцового биени , скорости торцового биени , ускорени  торцового биени ) жестких магнитных дисков и их основ в процессе их производства. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет устранени  погрешности нелинейности . Емкостной измеритель биений магнитных дисков содержит трансформатор, имеющий первичные обмотки и вторичную обмотку, генератор пр моугольного напр жени , образцовый конденсатор, айну нулевого потенциала, датчик, имеющий измерительный электрод и дополнительный электрод, фазосдвигающий блок, фазовый преобразователь, фильтр нижних частот, блок сравнени , модул тор, контролируемый магнитный диск. 1 ил.The invention relates to measuring technique and can be used in devices for controlling geometric parameters (face beat, speed of face beat, acceleration of face beat) of hard magnetic disks and their bases during their production. The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements by eliminating the non-linearity error. A capacitive meter of beatings of magnetic disks comprises a transformer having primary windings and a secondary winding, a rectangular voltage generator, a reference capacitor, an ainu of zero potential, a sensor having a measuring electrode and an additional electrode, a phase shifting unit, a phase converter, a low pass filter, a comparison unit, modulator, controlled magnetic disk. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного измерени  геометрических параметров магнитных дисков и их основ.The invention relates to measuring technique and can be used for non-contact measurement of the geometric parameters of magnetic disks and their bases.

Известно устройство дл  измерени  перемещений , содержащее генератор импульсов , операционный усилитель, емкостной первичный преобразователь.A device for measuring displacements is known, comprising a pulse generator, an operational amplifier, a capacitive transducer.

Однако низка  помехоустойчивость устройства не позвол ет использовать его дл  измерени  малых перемещений.However, the low noise immunity of the device does not allow it to be used for measuring small displacements.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  емкостной преобразователь перемещений, содержащий генератор переменного тока, конденсаторы , шину нулевого потенциала, двухобмоточный дроссель, блок сравнени , емкостной датчик, выполненный в виде пары измерительных и экранирующего электрода .The closest in technical essence to the invention is a capacitive displacement transducer comprising an alternating current generator, capacitors, a zero potential bus, a double winding inductor, a comparison unit, a capacitive sensor made in the form of a pair of measuring and shielding electrodes.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  низка  точность измерени  за счет погрешности-нелинейности.A disadvantage of the known transducer is the low measurement accuracy due to the error-non-linearity.

Цель изобретени  - повышение точности за счет устранени  нелинейности.The purpose of the invention is to increase accuracy by eliminating non-linearity.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что емкостной измеритель геометрических параметров объектов, содержащий генератор переменного напр жени , емкостной датчик , выполненный в виде пары измерительных и экранирующего электрода, шину нулевого потенциала, трансформаторы, образцовый конденсатор, блок сравнени , снабжен последовательно соединенными фазовым преобразователем и фильтром низких частот, фазосдвигающим блоком, модул тором, трансформатор выполнен с двум  первичными и одной вторичной обмотками , выход генератора переменного напр жени  соединен с фазосдвигающим блоком, первым входом модул тора и началом первой первичной обмотки трансферXJThis goal is achieved in that a capacitive meter of geometric parameters of objects, containing an alternating voltage generator, a capacitive sensor made in the form of a pair of measuring and shielding electrodes, a zero potential bus, transformers, a reference capacitor, a comparison unit, is equipped with a phase converter and a low filter frequency, phase-shifting unit, modulator, the transformer is made with two primary and one secondary windings, the output of the alternator to voltage is connected to the phase-shifting unit, the first input of the modulator and the beginning of the first primary winding of transfer XJ

оabout

0000

ю соu with

х|x |

матора, конец которой соединен с первой обкладкой образцового конденсатора, втора  обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, начало второй первичной обмотки трансформатора соединено с измерительным и экранирующим электродами датчика, а конец - с выходом модул тора , начало вторичной обмотки трансформатора соединено с входом фазового преобразовател , а конец - с шиной нулевого потенциала, выход фазового преобразовател  соединен с входом фильтра низких частот, выход которого подключен к первому входу блока сравнени , второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход блока сравнени  подсоединен ко второму входу модул тора, выход фазосдвигающего блока подключен к управл ющему входу фазового преобразовател , а выходом устройства  вл етс  выход блока сравнени .a matora, the end of which is connected to the first lining of the reference capacitor, the second lining of which is connected to the bus of zero potential, the beginning of the second primary winding of the transformer is connected to the measuring and shielding electrodes of the sensor, and the end to the output of the modulator, the beginning of the secondary winding of the transformer is connected to the input of the phase converter and the end with a zero potential bus, the output of the phase converter is connected to the input of the low-pass filter, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, W swarm input of which is connected to zero potential bus, the comparator output is connected to the second input of the modulator, the output phase shifting unit connected to the control input of the phase converter and the output of the comparator is an output unit.

На чертеже приведена структурна  схема емкостного измерител  геометрических параметров объектов.The drawing shows a structural diagram of a capacitive meter of geometric parameters of objects.

Измеритель содержит трансформатор 1, имеющий первичные обмотки 2,3 и вторичную обмотку4, генератор 5 переменного напр жени , образцовый конденсатор 6, шину 7 нулевого потенциала, емкостной датчик 8, выполненный в виде пары измерительных электродов 9 и 17 и экранирующего электрода 10, фазосдвигающий блок 11, фазовый преобразователь 12, фильтр 13 низких частот, блок 14 сравнени , модул тор 15, выход 16, измерительный электрод 17, в качестве которого используетс  объект контрол .The meter comprises a transformer 1 having primary windings 2,3 and a secondary winding 4, an alternating voltage generator 5, a reference capacitor 6, a zero potential bus 7, a capacitive sensor 8, made in the form of a pair of measuring electrodes 9 and 17 and a shielding electrode 10, a phase shifting unit 11, a phase converter 12, a low-pass filter 13, a comparison unit 14, a modulator 15, an output 16, a measuring electrode 17, for which a test object is used.

Разностный ток цепей, перва  из которых образована первичной обмоткой 2 трансформатора 1 и образцовым конденсатором 6, а втора  - измерительным конденсатором , образованным парой измерительных электродов 9 и 17 емкостного датчика 8, и первичной обмоткой 3 трансформатора 1, возбуждаемый генератором 5 переменного напр жени , индуцирует ток во вторичной обмотке 4 трансформатора 1. Ток, протекающий по вторичной обмотке 4 трансформатора 1, фазосдвигающим блоком 11 и фазовым преобразователем 12 сдвигаетс  на 90°. Фильтр 13 низких частот пропускает с выхода фазового преобразовател  12 низкочастотный сигнал на первый вход блока.14 сравнени , на второй вход которого подан 0 подкючлением шины 7 нулевого потенциала. При наличии на выходе блока 14 сравнени  сигнала, отличного отThe differential current of the circuits, the first of which is formed by the primary winding 2 of the transformer 1 and the reference capacitor 6, and the second by the measuring capacitor formed by a pair of measuring electrodes 9 and 17 of the capacitive sensor 8, and the primary winding 3 of the transformer 1, excited by the alternating voltage generator 5, induces the current in the secondary winding 4 of the transformer 1. The current flowing through the secondary winding 4 of the transformer 1, the phase shifting unit 11 and the phase Converter 12 is shifted by 90 °. A low-pass filter 13 passes a low-frequency signal from the output of the phase converter 12 to the first input of the comparison unit 14, the second input of which is supplied by 0 by connecting the zero potential bus 7. If the output of block 14 compares a signal other than

нулевого, сигнал с выхода генератора 5 переменного напр жени  модулируетс  модул тором 15 сигналом, полученным на выходе блока 14 сравнени  и пропорциональным полученной разности, что обеспечивает поддержание в измерительной цепи тока той же величины, что и в цепи с образцовым конденсатором 6.zero, the output signal of the alternating voltage generator 5 is modulated by the modulator 15 by a signal received at the output of the comparison unit 14 and proportional to the difference obtained, which ensures that the current in the measuring circuit is the same as in the circuit with the reference capacitor 6.

Изобретение обладает высокой точно0 стью измерени  благодар  не только устранению погрешности нелинейности, но и большей помехоустойчивости к изменению внешних условий за счет квадратурного выделени  на блоках 11 и 12 информативнойThe invention is highly accurate due to not only the elimination of the nonlinearity error, but also greater noise immunity to changes in external conditions due to the quadrature allocation of informative blocks on blocks 11 and 12

5 составл ющей сигнала.5 of the signal component.

Claims (1)

Формула изобретени  Емкостный измеритель геометрических параметров объектов, содержащий генера0 тор переменного напр жени , емкостный датчик, выполненный в виде пары измерительных и экранирующего электрода, шину нулевого потенциала, трансформатор, образцовый конденсатор и блок сравнени ,SUMMARY OF THE INVENTION A capacitive meter of geometric parameters of objects, comprising an alternating voltage generator, a capacitive sensor made in the form of a pair of measuring and shielding electrodes, a zero potential bus, a transformer, a reference capacitor, and a comparison unit; 5 отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности за счет устранени  нелинейности , оно снабжено последовательносоединеннымифазовым преобразователем и фильтром низких час0 тот, фазосдвигающим блоком, модул тором , трансформатор выполнен с двум  первичными и одной вторичной обмотками, выход генератора переменного напр жени  соединен с фазосдвигающим блоком, пер5 вым входом модул тора и началом первой первичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с первой обкладкой образцового конденсатора, втора  обкладка которого подключена к шине нулевого по0 тенциала, начало второй первичной обмотки трансформатора соединено с измерительным и экранирующим электродами датчика, а конец - с выходом модул тора , начало вторичной обмотки5 characterized in that, in order to improve accuracy by eliminating non-linearity, it is equipped with a series-connected phase converter and a low-pass filter, a phase-shifting unit, a modulator, the transformer is made with two primary and one secondary windings, the output of the alternating voltage generator is connected to the phase-shifting unit , the first input of the modulator and the beginning of the first primary winding of the transformer, the end of which is connected to the first lining of the reference capacitor, the second lining of which is connected yuchena bus po0 potential of zero, the beginning of the second primary winding of the transformer is connected to the measuring sensor and the shielding electrodes, and the end - with the output of the modulator, the beginning of the secondary winding 5 трансформатора соединено с входом фазового преобразовател , а конец - с шиной нулевого потенциала, выход фазового преобразовател  соединен с входом фильтра низких частот, выход которого подключен к5 of the transformer is connected to the input of the phase converter, and the end to the bus of zero potential, the output of the phase converter is connected to the input of the low-pass filter, the output of which is connected to 0 первому входу блока сравнени , второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход блока сравнени  подсоединен к второму входу модул тора, выход фазосдвигающего блока подключен к управ5 л ющему входу фазового преобразовател , а выходом устройства  вл етс  выход блока сравнени .0 to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the zero potential bus, the output of the comparator is connected to the second input of the modulator, the output of the phase-shifting unit is connected to the control input of the phase converter, and the output of the device is the output of the comparator.