Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Гусев Георгий Александрович

Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений
<
Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Гусев Георгий Александрович. Двухкоординатный наклометр с емкостным преобразователем перемещений : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.12. - Москва, 1984. - 111 c. : ил. РГБ ОД, 61:85-1/266

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Теоретический анализ модели наклономера 10

ГЛАВА II. Описание конструкции преобразователя перемещений и датчика наклонов 36

ГЛАВА III. Экспериментальные результаты 55

Заключение 98

Литература 105

Введение к работе

Изучение геофизических явлений с помощью наклономеров, т.е. приборов, измеряющих наклон корпуса, связанного с объектом наблюдения, относительно местной гравитационной вертикали, занимает значительное место в экспериментальной геофизике.

Явления, изучаемые с помощью наклономеров, можно разделить на два класса: приливные и неприливные. Приливные явления возникают в упруго-вязкой Земле при гравитационном взаимодействии с Луной и Солнцем. В этом случае мы очень точно знаем амплитуду, частоту и фазу приливообразующих сил, а по реакции Земли на эти силы можем судить о ее строении. Количественными характеристиками наблюдаемых наклонов служат обычно величины = TRT И ЗЄ- = Ц Т І где RH и !j4 " определяемые в результате гармонического анализа наблюдаемых приливов амплитуда и фаза различных типов приливных волн (лунных, солнечных и их комбинаций), а R-т и у - рассчитанные теоретические амплитуды и фазы соответствующих волн в предположении абсолютно упругой Земли.

Используя наклономерные наблюдения приливных явлений, можно в принципе решать задачу определения "континентальных", а затем и "глобальных" значений величин 0 и $/ для подтверждения правильности выбора модели Земли по другим данным (сейсмическим, гравиметрическим, астрономическим и др.) /I/. При этом для определения по О числа Лява & с точностью требуется точность определения ЇЇ не менее 0,2-0,3% /2/. Однако, как показывают многочисленные наблюдения, сделанные разными авторами, значения 0 и сб- варьируются даже в пределах одной штольни, причем разброс значений суще -3 ственно превышает требуемую точность. Кроме того, существуют временные вариации этих величин. На приливные наклоны оказывают влияние большое число факторов, учесть которые с достаточной точностью, по-видимому, не представляется возможным. К ним относятся эффекты, связанные с горизонтальными неоднородное тями места наблюдения: "полости", "топографии", "геологии" /3/, косвенными эффектами океанских приливов (притяжение, изменение потенциала, прогиб земной коры) /4/, нагрузочными эффектами, связанными с изменением атмосферного давления /5/, локальным влиянием температурной суточной волны /6, 7/ и т.п.. Поэтому связывать измеренные значения 0 и "& , даже усредненные по многолетним рядам наблюдений с "континентальным", а тем более с "глобальным" строением Земли нельзя, поскольку эти значения целиком определяются локальными особенностями места наблюдения. Последнее обстоятельство указывает на иной подход к приливным наклономерным наблюдениям. Изучая аномалии в наблюдаемых приливах, связать эти аномалии со строением земной коры /9, 10, II/. Влияние структурных нарушений земной коры на приливные наклоны уже доказано, например, /10, 12/, однако для перехода к количественным оценкам необходимо поднять представительность наблюдений наклонов путем создания сетей, профилей станций в изучаемых районах. Для отработки методики измерений подобные сети целесообразно оборудовать и в местах с хорошо изученным строением, известными структурными нарушениями.

В случае неприливных явлений мы не можем вычислить действующие силы и их вариации во времени и пространстве, что сильно затрудняет интерпретацию наблюдений. Изучение неприливных наклонов ведется по следующим основным направлениям. I) Изучение медленных наклонов, особенно в тектонически-ак -4 тивных районах. Решение проблемы осложняется чрезвычайно малыми скоростями изменения наклонов вплоть до 0,04"/год /7/. Единственным путем увеличения точности в этом случае является измерение наклонов большим числом наклономеров. Ю.С. Доброхотов по этому поводу замечает: "... в изучаемом тектоническом районе должно быть размещено возможно большее число наклоно-мерных станций. Тогда наклоны, измеренные в многих точках, вместе с геодезическими данными позволят составить подробное представление о развитии движений во времени" /13/. 2) Проблема изучения связи деформаций земной коры с скрытым перемещением вещества внутри (жидкости, магма) /I/. 3) Проблема выявления связи наклонов с землетрясениями и использование аномального хода наклонов перед землетрясениями как прогностического признака /I/. Замечательно, что в некоторых случаях обнаружен аномальный ход наклона, зарегистрированный на значительных эпицентральных расстояниях /14/. Увеличение представительности наблюдений наклонов для повышения достоверности в равной мере относится и к этим двум проблемам.

В последние годы возрастает интерес к прикладным наклоно-мерным наблюдениям. Он обусловлен необходимостью изучать не только малые наклоны в специально оборудованных штольнях, но и относительно большие наклоны за продолжительное время. Сюда относится решение жизненно важных задач при наблюдениях за деформационными процессами больших инженерных сооружений -дамб, плотин, АЭС и др. подобных объектов, наблюдение и изучение наклонов, связанных с оползневыми и деформационными явлениями, возникающими из-за существенных нарушений структуры земной поверхности при больших объемах горных работ - разработка полезных ископаемых, сопровождаемая образованием пустот, перемещением значительных масс и т.д.

Самостоятельное значение имеет проведение наклономерных наблюдений на фундаментах с установленной на них прецезионной аппаратурой, на показания которой могут повлиять наклоны. Наклономеры в этом случае должны являться составной частью аппаратуры, предназначенной для геофизического контроля движений и деформаций таких фундаментов.

Решение перечисленных задач, т.е. получение достоверной информации о наклонах изучаемого объекта и построение адекватной геофизической картины возможно только с помощью сети наклономеров, покрывающей значительную площадь. Сбор информации от датчиков наклонов должен быть автоматизирован.

В период рекогносцировочных наблюдений может появиться необходимость сгущения или расширения сети наклономеров в различных местах в зависимости от необходимости получения заданной точности. Однако повышение точности идостоверноети может быть осуществлено практически только путем увеличения числа датчиков наклона, т.е. расширением сети.

История развития наклономерных наблюдений связана с созданием приборов с механической системой в виде несимметричного горизонтального маятника. Именно таким и был первый маятник, изобретенный Хенглером 150 лет назад /15/. Горизонтальный маятник имеет большую приведенную длину по сравнению с вертикальным и позволяет простыми средствами регистрировать перемещения подвижной части при наклонах. В настоящее время основным прибором при изучении малых наклонов являются горизонтальные маятники самых различных конструкций /I, 16/ и изготовленные из самых разных материалов. У нас в стране такие наблюдения ведутся сейчас в основном горизонтальным металлическим маятником конструкции А. Островского /17/. Кроме различных горизонтальных маятников имеется небольшой класс прибо -6 ров, в которых используется принцип жидкостного уровня. Это двухкоординатный пузырьковый следящий наклономер ТМ-3 /18/, обладающий разрешением около 0,0002", электролитические уровни /19/ (разрешение 0,001") и высокоточные обычные уровни /13/ (разрешение 0,1"). Прогресс в технике измерения малых механических перемещений позволяет сейчас регистрировать с высокой точностью перемещения массы вертикального маятника-отвеса. К этому немногочисленному пока классу приборов относится скважинный наклономер А. Графа "Аскания" /20/ и вертикальный маятник М. Шнайдера /21/.

Построение сетей наклономеров с привлечением имеющегося парка приборов практически невозможно. Малый динамический диапазон высокоточных наклономеров не позволяет вести наблюдения длительное время при относительно больших значениях наклонов. Большие габариты затрудняют установку приборов в скважину, для установки требуются специальные дорогостоящие штольни. Система преобразования перемещений массы маятника в электрический сигнал не позволяет простыми методами организовать передачу информации на значительные расстояния, ее машинную обработку и хранение. Кроме этого, существующие приборы требуют сложного технологического цикла при изготовлении, что является препятствием при тиражировании датчиков.

Для преодоления перечисленных недостатков необходимо создать новый компактный датчик наклонов с высокой чувствительностью, большим динамическим диапазоном, с малым собственным дрейфом, при возможно большей "технологичности"и простоте изготовления. Выходной сигнал от датчика наклонов должен быть удобным для передачи и ввода в ЭВМ.

Создание прибора, удовлетворяющего перечисленным требованиям, означало бы не только решение частной технической за -7 дачи, а решение большой, имеющей важное научное и хозяйственное значение, задачи осуществления массовых региональных нак-лономерных наблюдений. В этом случае количественное наращивание числа приборов переходит в качественное, принципиальное изменение характера получаемой информации о наклонах большого региона.

Настоящая работа посвящена разработке и созданию компактного датчика наклонов, состоящего из механической системы и преобразователя перемещений. Система управления и регистрации на первом этапе отработки конструкции датчика и длительных пробных записей должна автономно обслуживать представительную группу датчиков, а в дальнейшем должна трансформироваться в устройство-контроллер для подключения к ЭВМ.

Неотъемлемой частью любого наклономера является преобразователь механических перемещений пробной массы в электрический сигнал. При анализе различных преобразователей перемещений оказалось, что ни один из них не обладает сразу всеми необходимыми качествами, а именно, высоким коэффициентом преобразования при широком динамическом диапазоне, малым собственным дрейфом, видом выходной информации, удобным для цифровой обработки, простотой, надежностью, компактностью и малым энергопотреблением. Поэтому был разработан новый преобразователь перемещений в частоту, обладающий качествами, приближающимися в перечисленным выше. Схема построения преобразователя позволила легко модифицировать ее для измерения перемещений пробной массы в двух направлениях.

При разработке механической системы учитывались следующие соображения. Всякая конструкция содержит напряженные соединения, являющиеся источниками деформационной ползучести при релаксации или аккумуляции напряжений в них. Наклономеры, в которых для получения большого механического усиления используются различные способы увеличения эффективной длины, содержат большее количество напряженных узлов, чем обычный вертикальный маятник-отвес, все напряжения в котором сосредоточены в нити и местах закрепления ее. При этом, если нить подвеса является осью цилиндрической симметрии маятника и совпадает с направлением отвеса, то релаксация напряжений в напряженных узлах, не должна, вообще говоря, приводить к горизонтальным перемещениям массы маятника. Таким образом, можно положить в основу конструирования механической системы принцип цилиндрической симметрии. Кроме этого, число напряженных соединений вообще должно быть сведено к минимуму, т.е. базовая деталь, в которой подвешена пробная масса, должна быть, по возможности, целой и свободной от релаксирующих напряжений, т.е. соответствующим образом "состарена". 

Представляется целесообразным вынести отдельно элементы, относящиеся к соединению датчика наклонов с объектом, наклоны которого изучаются. Такими элементами могут быть, например, основание для установки на фундаменте в штольне, устройства установки в скважине. Содержащиеся в них напряженные узлы могут и являются дополнительными к датчику наклонов источниками деформационной ползучести.

С учетом перечисленных соображений, не вдаваясь в детали, можно описать новый датчик наклонов j следующим образом: цилиндрически симметричный простой маятник-отвес, подвешенный в целой базовой детали и оснащенный широкодиапазонным двухкоординатным преобразователем перемещений массы маятника относительно базовой детали.

Общие требования, предъявляемые к системе регистрации сигнала, поступающего от преобразователя перемещений, на этапе испытаний датчика наклонов, можно сформулировать так: измерение и автоматическая запись сигнала от преобразователя при возможности выбора частоты опроса и времени усреднения каждого измерения. Для сравнительных испытаний система должна измерять сигналы, поступающие от представительной группы приборов (не менее 3-х). Кроме этого, система должна быть достаточно надежной при проведении длительных наблюдений.

Перечисленные выше проблемы создания массового наклономера и явились основным содержанием настоящей работы, в результате которой разработан, исследован и доведен до стадии малосерийного производства новый двухкоординатный маятниковый наклономер с цифровым выходом.  

Теоретический анализ модели наклономера

Механическая система датчика наклонов составляет неразрывное целое с преобразователем перемещений пробной массы. Представляется целесообразным вначале рассмотреть преобразователь перемещений."

Емкостные преобразователи нашли широкое применение для измерения малых механических перемещений /22, 23/. Существуют преобразователи с рекордной чувствительностью -1,5.10""- см /24/» но измерения такого рода проводятся на относительно высокой механической частоте I - 10 кГц и в узкой полосе частот ДА I Гц. При наблюдении же квазистатических процессов, каковыми являются наклоны, дрейфовые характеристики преобразователя являются одной из основных причин ограничения чувствительности, поскольку в этом случае "шум" ("дрейф") и "сигнал" имеют одинаковые характерные частоты. В обзоре /25/ основных типов преобразователей, применяемых в геофизике, проведен сравнительный анализ различных способов преобразования сигнала, из которого следует, что дифференциальный емкостный датчик с частотным преобразователем является предпочтительным по ряду признаков (диапазона, крутизна, относительно ма- . лый дрейф). Основной метод борьбы с дрейфом преобразователя состоит в выборе выеокостабильных радиоэлементов, входящих в его электронную схему. За основу предлагаемого преобразователя был взят частотный емкостный преобразователь, представляющий собой LC - генератор, в частотозадающий контур которого входят измерительная (рабочая) емкость. В таком преобразователе чрезвычайно высокие требования предъявляются прежде всего к стабильности индуктивности контура генератора. Такие стабильные индуктивности обычно изготавляются по специальной технологии /26/.

Известен также способ компенсации дрейфа, для чего создаются два генератора с возможно более близкими параметрами, и, главное, дрейфовыми характеристиками, в контуры которых включены рабочие емкости дифференциального емкостного датчика. Разность частот этих генераторов пропорциональна величине механического перемещения подвижной пластины дифференциального конденсатора датчика, а частотный дрейф компенсируется. С помощью этого метода из-за сложности подбора радиоэлементов в схемах с одинаковыми дрейфовыми характеристиками практически трудно получить величину компенсации менее 10 S Обойти эту трудность удалось с помощью модуляционного метода /27/, суть которого, применительно к частотному емкостному преобразователю, состоит в следующем. В контур одного генератора с помощью переключателя (ключа) попеременно включаются одна из рабочих емкостей дифференциального датчика: Со + АС или С0_АС , которым соответствуют частоты генератора j\ и j2. 0Дно измерение сводится к вычислению разности Aj = = І2."" ПосколькУ время одного измерения может быть сделано малым по сравнению с характерными временами дрейфа, вычисляя A.J мы одновременно вычитаем медленный дрейф частоты. Действительно, пусть Н и 2 частоты, соответствующие одному измерению, причем (в 1-м приближении)

Повторив измерение через времяТ (Т»ДІ), где дХ - интервал времени между измерениями "ЗА и J2. получим где Jo средняя частота генератора, изменившая свое значение по сравнению с 0 вследствие дрейфа. При этом относительное изменение величины Ду будет Первый сомножитель в правой части есть относительный дрейф средней частоты генератора. Второй сомножитель уС0 , характеризующий уменьшение влияния этого дрейфа, назовем коэффициентом компенсации Ъ-[- . Используя (3) и (I), можно за писать:

Ввиду того, что реальный емкостный преобразователь перемещений, построенный на основе описанной схемы, содержит переключающее устройство и собственно дифференциальный конденсатор, то коэффициент компенсации такого преобразователя может отличаться от теоретического (4) и будет определяться также неодинаковостью дрейфовых характеристик плеч переключающего устройства и дифференциального конденсатора.

Рассмотренный датчик позволяет с помощью одного генератора измерять и более 2-х "рабочих" емкостей, например четырех, путем включения в схему еще одного переключающего устройства. Для учета взаимодействия преобразователя с механической системой дальнейший анализ целесообразно вести для преобразователя в совокупности с маятником наклономера.

Модель наклономера, с учетом требований, сформулированных во введении, и воплотившаяся в реально существующий прибор, выглядит следующим образом: (см. рис. I): цилиндрический корпус І, в котором на нити 2 подвешена цилиндрическая масса 3, окруженная четырьмя пластинами емкостного преобразователя. Эти пластины и масса маятника образуют Ц- емкости, которые с помощью двух ключей KI и К2 включаются попарно в последовательный LC - контур. Например, при положении ключей на рис. І в контур включены параллельно две емкости, образованные пластинами I и 2 и массой маятника. Пусть в результате наклона корпуса на угол N центр массы маятника сместился относительно центра пластин на расстояние Р (при азимутальном угле 9 ).

Описание конструкции преобразователя перемещений и датчика наклонов

При практической реализации преобразователя перемещений, основные принципы построения которого описаны в главе I, оказалось, что основная задача состоит в выборе переключающего устройства, осуществляющего попеременное включение емкостей дифференциального конденсатора в контур генератора. Переключающее устройство должно удовлетворять целому ряду требований: малая величина паразитных и межконтактных емкостей по сравнению с рабочей и их стабильность, малая величина сопротивления в замкнутом состоянии по сравнению с сопротивлением, определяющем добротность контура, постоянство этих величин от переключения к переключению. Электронные ключи, например, переключающие СВЧ-диоды, не удовлетворяют, к сожалению, сразу всем этим требованиям.

В качестве такого переключающего устройства могут быть использованы высокочастотные реле типа РПВ (РПА). В нашей схеме первоначально было применено реле РПВ 2/7 (PCA.52I.955) (сопротивление в замкнутом состоянии не более 0,1 Ом, емкость между контактами в разомкнутом состоянии не более 0,1 пф). Впоследствие это реле было заменено аналогичным, но нейтральным реле типа РПВ 2/4, не требующем поддержания напряжения для удержания в каком-либо устойчивом состоянии, что, кроме уменьшения энергопотребления, уменьшает тепловыделение вблизи дифференциального конденсатора.

Как отмечалось, в схеме преобразователя перемещений с переключениями, требования к стабильности величины индуктивности контура и частотозадающих параметров самого генератора снижаются, поэтому была выбрана простейшая схема транзисторного генератора с частичной емкостной связью ("емкостная трехточка") (рис. 5). Собственно генератор выполнен на транзисторе VI . Выбор транзистора типа КТ325В обусловлен его высокой крутизной на частотах около 10 МГц. Питание генератора осуществляется от стабилизатора на Y пониженным напряжением (3,3 В) с целью уменьшения амплитуды напряжения на рабочих емкостях. На транзисторах Y3 и Y4- выполнен буферный каскрдный усилитель ("общий эмиттер - общая база"). Выходной эмиттерный повторитель обеспечивает низкоомный выход. Катушка индуктивности намотана медным изолированным проводом на тороидальном тефлоновом каркасе диаметром 25 мм и имеет величину индуктивности около 5 мкГн ( о= 1 ПРИ Со = 50 пФ).

Генератор с индуктивностью Q собран на печатной плате размерами 40x50 мм2. На отдельной плате таких же размеров собран буферный усилитель и повторитель. Такое разделение оказалось необходимым для предотвращения паразитного возбуждения схемы.

Компоновка преобразователя в датчике наклонов показана на рис. 6. Разработанная схема преобразователя с малой величиной дрейфа и частотным выходом оказалась настолько простой и надежной, что была применена в целой серии геофизических приборов: гидростатическом наклономере /31/, датчике давления /32/, гравиметре ГГМ-І /33/, авиадесантном гравиметреГАД /34/» датчике температуры, деформометре. На рис. 7 показана реализация схемы преобразователя в гравиметре типа ГГМ-І.

Дальнейшее совершенствование преобразователя позволило сконструировать его в виде модуля, который может быть встроен в различные геофизические приборы. Устройство модуля показано на фото рис. 8. Отработка конструкции датчика наклонов производилась в основном на 3-х вариантах макетов, схема и фото внешнего вида которых показаны на рис. 9, 10, II. Приведем краткое описание 3-х вариантов макетов и основных причин, потребовавших изменения конструкции.

Первый вариант датчика наклонов имел массу в виде пустотелого конуса, внутри которого располагались 4 обкладки емкостного преобразователя. Масса подвешивалась на вольфрамовой нити, причем верхний зажим мог перемещаться в вертикальном направлении, что позволяло изменять зазор между массой и обкладками, тем самым выбирать различную крутизну преобразования преобразователя перемещений. Масса маятника электрически изолирована от корпуса датчика наклонов. При таком включении коммутация обкладок рабочего конденсатора производится в "горячей" точке колебательного контура генератора ("горячей" в электронике называют ту точку колебательного контура, где максимальна амплитуда ВЧ-напряжения). Исследования макета позволили выявить следующие недостатки. Несовершенство зажимов, вольфрамовой нити приводит к постепенному "выскальзыванию" нити из них, опусканию массы, уменьшению зазора и увеличению крутизны преобразования (за год наблюдений крутизна изменялась монотонно и за это время увеличилась в среднем по 3-м датчикам, на 20%) Как показал анализ, электрическая схема, в которой переключения производятся в "горячей" точке LC -контура и своеобразное включение паразитных емкостей не позволяет получить значение поперечной чувствительности менее 0,15, что усложняет обработку данных.

Экспериментальные результаты

Предложенный частотный преобразователь перемещений был подвергнут всестороннему изучению с целью определения его предельных возможностей с точки зрения применения его в геофизической аппаратуре.

Целью экспериментов было выяснение характеристик преобразователя, представляющего собой генератор, в контур которого попеременно подключаются емкости дифференциального конденсатора. На этапе изучения преобразователя вместо дифференциальных измерительных емкостей в контур генератора были включены постоянные емкости. Реле управляется блоком автоматики, синхронизируемым импульсами запуска ЦПМ частотомера 43-12.

Для каждого значения А 7 было проверено соотношение (4). Различные значения Д"3 получались соответствующим подбором постоянных емкостей преобразователя. Изменение средней частоты генератора осуществлялось изменением индуктивности контура генератора подстроечным латунным сердечником. На рис. 16 представлена теоретическая зависимость (by =А"3 /Л0 от &3 и экспериментальные точки Ь К у/ о Видно хорошее согласие теоретической и экспериментальной зависимостей.

При фиксированной частоте частот Aj были получены также зависимости j и Ь от напряжения питания (рис. 17). С учетом ошибок экспериментальные точки ложатся на рассчитанную теоретическую зависимость.

Для изучения температурных зависимостей частоты j 0 и соответствующей разности Д"}у преобразователь помещался в термостат с регулируемой температурой. Температурный коэффициент ТКЧ средней частоты, равной 10 Гц, получился достаточно высоким (катушка генератора на тефлоновом каркасе имеет высокий температурный коэффициент), ТКЧ 500 Гц/С. При этом температурный коэффициент разностной частоты ( А = 3700 Гц) ТКР = (0,16 ±0,08)0 95 Гц/С, что соответствует коэффициенту компенсации &э = 3,2 +I,6Q 95 при теоретическом.

Для получения оценки предельной точности преобразователя, определяемой в конечном счете статистикой скачков частоты генератора, изучалось влияние переключений на скачки частоты. Вначале были получены статистические свойства скачков частоты генератора без переключений (реле находится в одном из устойчивых состояний). Для этого записывались подряд значения частоты генератора и определялась оценка дисперсии Ъ для величины разности двух соседних значений частоты. Эта оценка получалась равной -& = 0,2 Гц. Затем изучалась статистика скачков частоты в генераторе с переключениями, для чего производились оценки дисперсии разностной частоты -}у в зависимости от количества прошедших к моменту измерений переключений. Не было обнаружено статистически значимых (по критерию Фишера на уровне значимости 0,95) превышений оценки і = 0,2 Гц вплоть до паспортного ресурса реле РПВ2/7 ( U = Ю5 переключений).

Ввиду того, что реальный емкостный преобразователь перемещений, построенный на основе описанной схемы, будет содержать дифференциальный конденсатор, коэффициент компенсации такого датчика может отличаться от теоретического (4) и будет определяться в основном одинаковостью дрейфовых характеристик плеч дифференциального конденсатора.

Обобщая полученные экспериментальные данные и полагая циальном конденсаторе, /А - коэффициент, определяемый геометрией дифференциального конденсатора, ДХ. - измеряемое перемещение, получим, что коэффициент компенсации дрейфа может быть сделан Ьт. - тазе где ОСупаэс _ максималь-ное измеряемое перемещение, а сама величина АХ. - будет измеряться при этом со среднеквадратичной ошибкой Для изучения дрейфовых характеристик преобразователя дифференциальный конденсатор был изготовлен наборным из фольгиро-ванного стеклотекстолита с воздушным зазором. Преобразователь вместе с конденсатором закрывался герметичным кожухом. На рис. 18 (фото) показана конструкция контактной части реле типа РПВ. При большом количестве переключений возможно увеличение зазоров в оси коромысла I, деформация коромысла, "наклеп" непосредственно в контактах 2, что может привести к необратимым неконтролируемым изменениям паразитных емкостей. Для изучения этих явлений был проведен тот же эксперимент, что и при изучении статистики скачков, Получившаяся оценка дрейфа разностной частоты, вызванного переключениями,не превышает I Гц при количестве переключений 10й, т.е. в десять раз превышающего паспортный ресурс реле. Это, видимо, означает, что описанные явления внутри реле происходят так, что паразитные емкости изменяются одинаково для разных контактов ввиду их симметрии.

Кроме этого, был поставлен прямой эксперимент по наблюдению за изменением разностной частоты в зависимости от времени. За 6 месяцев работы не обнаружено монотонного изменения разностной частоты 3 кГц (коэффициент компенсации.