Датчик линейных перемещений

Полезная модель относится к области измерительных преобразователей, в частности, к емкостным датчикам линейных перемещений объектов. Датчик линейных перемещений содержит обкладки конденсатора, которые включены в электрическую цепь с генератором переменного тока и индикатором тока, а конденсатор выполнен в виде двух коаксиально расположенных металлических цилиндров, сопрягаемая поверхность одного из которых покрыта диэлектрическим слоем, а сами цилиндры закреплены одним из своих торцов каждый к своему перемещающемуся объекту и имеют возможность перемещаться относительно друг друга при изменении расстояния между объектами. Техническим результатом данной полезной модели является создание простого по конструкции датчика линейных перемещений двух объектов относительно друг друга. 1 пф, 1 илл.

Полезная модель относится к области измерительных преобразователей, в частности, к емкостным датчикам линейных перемещений объектов.

Известен датчик момента, содержащий статор, выполненный в виде кольцевого внешнего магнитопровода с концентрично расположенным внутренним кольцевым магнитопроводом, постоянный магнит и ротор с катушкой, охватывающей кольцо внутреннего магнитопровода, при этом постоянный магнит расположен радиально между внешним и внутренним магнитопроводами. (СССР, а.с. 319847 с приоритетом от 18 сентября 1969 г.).

Этот датчик сложен по конструкции и использование его для измерения перемещений между двумя объектами требуется существенная доработка датчика.

Известен конденсатор переменной емкости по патенту на полезную модель Россия МПК H01G 5/14 85740 от 10 августа 2009 г., состоящий из двух цилиндрических коаксиально расположенных неподвижных электродов и цилиндрического подвижного электрода, расположенного между ними, при этом внутренний электрод выполнен ступенчатым состоящим из трех цилиндров, центральный из которых имеет наибольший диаметр, причем один из крайних цилиндров снабжен пазом для присоединения микрополосковой платы, а на другой крайний и центральный цилиндры установлена с натягом диэлектрическая рубашка, имеющая контакт по малому цилиндру с внутренней частью подвижного электрода и по большому цилиндру контакт с внутренней частью наружного неподвижного электрода.

Данный патент выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является отсутствие элементов индикации перемещения внутреннего и внешнего цилиндрических электродов относительно друг друга, а также усложненная трехступенчатая конструкция внутреннего электрода.

Задачей полезной модели является создание на основе данного прототипа простого по конструкции датчика линейных перемещений двух объектов относительно друг друга.

Поставленная задача решается тем, что предложен датчик линейных перемещений, содержащий обкладки конденсатора, включенные в электрическую цепь с генератором переменного тока и индикатором тока. При этом конденсатор датчика выполнен в виде двух коаксиально расположенных металлических цилиндров, сопрягаемая поверхность одного из которых покрыта диэлектрическим слоем, а сами цилиндры закреплены одним из своих торцов каждый к своему объекту и имеют возможность перемещаться относительно друг друга.

При перемещении объектов относительно друг друга одновременно с ними перемещаются и цилиндрические обкладки конденсатора. В результате чего изменяется емкость конденсатора, что вызывает пропорциональное изменение сопротивления конденсатора, включенного в электрическую цепь. При изменении сопротивления конденсатора одновременно изменяется ток в цепи и пропорционально изменяются показания индикатора тока.

В данной полезной модели измерение перемещений между двумя объектами производится по калиброванным показаниям индикатора тока.

Сущность полезной модели показана на чертеже, где приведена схема датчика линейных перемещений. Здесь показано: 1, 2 - перемещающиеся объекты, 3, 4 - обкладки конденсатора, 5 - генератор переменного тока, 6 - индикатор тока, 7 - диэлектрический слой толщиной d, нанесенный на обкладку 3.

Емкость цилиндрического конденсатора здесь определяется по формуле, приведенной в книге X. Мейнке и др. Радиотехнический справочник, т. 1, «Государственное энергетическое издательство», 1960 г. с. 49,

;

где: _r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;

L - изменяемая длина обкладок конденсатора;

R₁ и R₂ - радиусы внутреннего и внешнего цилиндров конденсатора (обкладок 3, 4).

Техническим результатом данной полезной модели является создание простого по конструкции датчика линейных перемещений двух объектов относительно друг друга.

Датчик линейных перемещений, содержащий обкладки конденсатора, отличающийся тем, что обкладки конденсатора включены в электрическую цепь с генератором переменного тока и индикатором тока, а конденсатор выполнен в виде двух коаксиально расположенных металлических цилиндров, сопрягаемая поверхность одного из которых покрыта диэлектрическим слоем, а сами цилиндры закреплены одним из своих торцов каждый к своему перемещающемуся объекту и имеют возможность перемещаться относительно друг друга при изменении расстояния между объектами.