Емкостный преобразователь линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повысить точность емкостного преобразователя линейных перемещений путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля за счет компенсации сил электромеханического взаимодействия его измерительных и потенциальных электродов. Преобразователь содержит два измерительных электрода 2, к которым подключены катушка 6 индуктивности и измерительный блок 7. В зазоре 3 между измерительными электродами установлен с возможностью перемещения первый потенциальньш электрод, а со стороны их внешних поверхностей - пара дополнительных потенциальных электродов 8, Измерительные и потенциальные электроды образуют емкостный измерительный мост. При перемещении потенциальных электродов 4, 8 происходит разбалансировка моста и на выходе измерительного блока 7 фиксируется напряжение, пропорциональное величине перемещения . Силы электрохимического взаимодействия измерительных и потенциальных электродов взаимно компенсируются вследствие симметрии их расположения. Благодаря этому, практически устраняется обратное воздействие на объект контроля и повышается точность измерений . 2 ил. с оо ts5 со 00 1 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4061932/25-28 (22) 14.03.86 .(46) 15.07.87. Бюл. 9 26

„(72) В.Н.Максимов (53) 621.3 17.39:531.71(088.8) (56) Слабкий Л.И. Методы и приборы предельных измерений в экспериментальной физике. M. Наука, 1973, с. 164.

Агейкин Д.И. и др. Датчик контроля и регулирования. М,: Машиностроение, 1965, с. 209, (54) EMKOCTHbIA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повысить точность емкостного лреобразователя линейных перемещений путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля за -счет компенсации сил электромеханического взаимодействия его измерительных и потенциальных электродов. Преобразо„„SU„„ t3 3848 Л1 ватель содержит два измерительных электрода 2, к которым подключены катушка 6 индуктивности и измерительный блок 7. В зазоре 3 между измерительными электродами установлен с возможностью перемещения первый потенциальный электрод, а со стороны их внешних поверхностей — пара дополнительных потенциальных электродов 8.

Измерительные и потенциальные электроды образуют емкостный измерительный мост. При перемещении потенциальных электродов 4, 8 происходит разбалансировка моста и на выходе измерительного блока 7 фиксируется напряжение, пропорциональное величине перемещения. Силы электрохимического взаимодействия измерительных и потенциальных электродов взаимно компенсируются вследствие симметрии их расположения.

Благодаря этому практически устраняется обратное воздействие на объект контроля и повышается точность измерений. 2 ил.

132384

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещение малоннерционных объектов в гравиметрии и экспериментальной физике.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля за счет компенсации сил электромеханического взаимодействия Ю потенциальных и измерительных электродов емкостного преобразователя.

На фиг. 1 изображена конструкция емкостного преобразователя линейных перемещений; на фиг. 2 — электрическая схема включения его электродов.

Емкостный преобразователь линейных перемещений содержит неподвижное изоляционное основание 1, на котором закреплены два плоскопараллельных измерительных электрода 2. Электроды 2 разделены воздушным зазором 3, в котором размещен подвижной потенциальный электрод 4. Для связи электрода 4 с объектом контроля (не пока25 зан) предназначена установленная с возможностью перемещения в направлении Х изоляционная подложка 5. Параллельно измерительным электродам 2 поцключена катушка 6 индуктивности и измерительный блок 7. Со стороны внешних поверхностей измерительных электродов 2 на одинаковом расстоянии от потенциального электрода 4 закреплена пара дополнительных потен- 35 циальных электродов 8, электрически соединенных между собой и установленных параллельно измерительным электродам. Между ними и первым потенциальным электродом включен источ- 40 ник 9 питания переменного тока высокой частоты.

Электрические емкости межэлектродных зазоров образуют показанный на 45 фиг. 2 емкостной измерительный мост.

Конденсаторы в его плечах a — - Ь и Ь- с образованы дополнительными потенциальными электродами 8 и обращенными к ним измерительными электродами 2, 5р а конденсаторы в плечах c -d u образованы первым потенциальным электродом 4 и поверхностями обращенных к нему измерительных электродов 2.

Частота напряжения источника 9 питания выбрана равной резонансной частоте кслебатФльного контура, образованного эквивалентной емкостью измерительной диагонали a -c моста и катуш8 2 кой 6 индуктивности, что повышает чувствительность преобразователя.

Емкостный преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.

В исходном положении межэлектродные зазоры преобразователя равны между собой. Соответственно равны между собой емкости конденсаторов во всех плечах моста, вследствие чего напряжение на его измерительной диагонали равно нулю. При перемещении подложки 5 в направлении Х величины зазоров между электродами 2 и 8 (обкладками) конденсаторов смежных плеч -Ь, Ь вЂ” с, и d --с изменяются в противоположных направлениях. В результате происходит разбаланс моста и на выходе измерительного блока 7 появляется напряжение, пропорциональное величине контролируемого перемещения. Вследствие симметричности сил электромеханического воздействия между включенными по мостовой схеме электродами 2, 4 и 8 емкостного преобразователя, результирующая (средняя на период напряжения питания) сила электромеханического взаимодействия между подвижными (потенциальными) электродами 4 и 8 и неподвижными (измерительными) электродами 2 равна нулю во всем диапазоне перемещения, Благодаря этому устраняется обратное силовое воздействие преобразователя на объект контроля и повьппается точность измерения.

Формула из обретения

Емкостный преобразователь линейных перемещений, содержащий два закрепленных на изоляционном основании плоскопараллельных измерительных электрода, размещенный в зазоре между ними на изоляционной подложке, установленной с возможностью перемещения, потенциальный электрод, подключенный к измерительным электродам измерительный блок и источник питания переменного тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения точности путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля, он снабжен парой дополнительных электрически и механически соединенных между собой потенциальных электродов, установленных параллельно измерительным электродам, и подключенной параллельно измерительным электродам катушкой индуктив3 1323848 4 ности, выбираемой из условия равенст- и частоты источника питания, который ва резонансной частоты колебательно- подключен между первым потенциальным

ro контура, образованного ею и экви- и парой дополнительных потенциальных валентной емкостью преобразователя, электродов.

Составитель И.Кислицин

Редактор А.Ревин Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 2953/43 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4