Емкостной преобразователь линейного перемещения

 

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение надежности емкостного преобразователя линейного перемещения за счет исключения скользящего контакта. Емкостной преобразователь содержит два неподвижных электрода, имеющих форму прямоугольной трапеции, и подвижный электрод, выполненный в виде проводящей прямоугольной пластины, которая заземлена. Неподвижные электроды подключены к LC-автогенератору, частота на выходе которого пропорциональна перемещению подвижного электрода.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕЙНОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825145/28 (22) 11,05.90 (46) 23,12.92. Бюл. № 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывоЪащищенного и рудничного электрооборудования (72) В,А.Марапулец (56) Авторское свидетельство СССР

N 1298520, кл. G 01 В 7/08, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 727981, кл. G 01 В 7/08, 1978.

Патент Великобритании N 131224 1, кл, G 01 B 7/08, 1973, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Известно устроиство (1), предназначенное для контроля размеров, содержащее потенциальный и секционированный измерительные электроды, компаратор тока

B виде трансформатора тока, распределенный трансформатор, детектор, усилитель, показывающий прибор, контролируемый объект перемещаются в зазоре между электродами и изменяю г в зависимости от своих размеров величину высокочастотного тока, Основным недостатком устройства является ограниченность диапазона измеряемых величин, определяемого величиной зазора между электродами, Известно устройство для измерения линейных размеров (2). содержащее генератор, дифференциальный емкостный датчик, „„!Ж„„1783284 А1 (54) ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение на- дежности емкостного преобразователя линейного перемещения за счет исключения скользящего контакта, Емкостиой преобразователь содержит два неподвижных электрода, имеющих форму прямоугольной трапеции, и подвижный электрод, выполненный в виде проводящей прямоугольной пластины, которая заземлена. Неподвижные электроды подключены к 1 С-автогенератору, частота на. выходе которого пропорциональна перемещению подвижного электрода. 1 ил. два последовательных резонансных контура и усилитель, входная емкость которого образует с первыми двумя контурами резонансный контур, Контролируемый объект помещается в зазоре емкостного датчика и в зависимости от его размеров, изменяет резонансную частоту контура. Основными недостатками устройства являются ограниченность диапазона измерений, обусловленная конечной величиной зазора емкостного датчика, и сложность резонансной системы, состоящей из трех взаимосвязанных резонансных контуров.

Наиболее близким по технической ."ущности к предлагаемому является устройство (3}, состоящее из неподвижных электрэдов в виде идентичных прямоугольных трапеций, подключенного к ним возбудителя и установленного неподэижным электродам с возможностью линейного перемещения

1783284 прямоугольного электрода. При перемещении подвижного электрода происходит изменение электрической емкости по дифференциальному закону, в результате чего напряжение между подвижным и не- 5 подвижным электродами оказывается пропорциональным перемещению. Выходной сигнал снимается с подвижного электрода с помощью скользящего контакта, что снижает надежность измерений.. 10

Цель изобретения — повышение надежности измерений. указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем расположенные в одной плоскости неподвижные электроды, выполненные в виде 15 идентичных прямоугольных трапеций, подключенный к ним возбудитель и установлен-. ный параллельно неподвижным электродам с возможностью линейного перемещения относительно них с постоянным зазором 20 прямоугольный электрод, перекрывающий неподвижные электроды в поперечном направлении, неподвижные электроды обращены один к другому боковыми-сторонами, образующими прямой угол, прямоугольный 25 электрод выполнен длиной, равной- высоте трапецеидальных электродов, и заземлен, а возбудитель выполнен в виде автогенератора с

LC-колебательным контуром, в который включены неподвижные электроды. 30

На чертеже изображен емкостной преобразователь перемещения. Преобразователь состоит йз двух неподвижных электродов 1, выполненных в аиде иден-. тичных прямоугольных трапеций, подклею- 35 ченного к неподвижным электродам возбудителя 2 и подвижного прямоугольно-. го электрода 3, который перемещается относительно неподвижных электродов с постоянным зазором.. 40

Работает устройство по принципу LCгенератора с самовозбуждением, к катушке индуктивности которогь подключены неподвижные электроды 1, выполняющие45 роль пластин конденсатора переменной емкости, Неподвижные электроды имеют функционально зависимую форму в виде прямоугольных трапеций. При взаимном перекрытии неподвижных электродов подвижным прямоугольным электродом обеспечивается линейная зависимость перйода колебаний генератора от величины перемещения. В исходном состоянии, при отсутствии перекрытия пластин, генератор возбуждается на частоте, определяемой величинами L и С колебательного контура. Период этих колебаний принимается за нулевую точку отсчета леремещения, При перемещении подвижной пластины длительность йериода колебаний возрастает пропорционально смещению и достигает максимальной величины при полном перекрытии пластин, т.е. достигается конечная точка отсчета перемещения.

Формула изобретения

Емкостной преобразователь линейного перемещенйя, содержащий расположенные в одной плоскости неподвижные электроды, выполненные в виде идентичных. прямоугольных трапеций, йодключенный к ним возбудитель и установленный параллельно неподвижным электродам с воз-, можностью линейного. перемещения относительно них с постоянным зазором прямоугольный электрод, перекрывающий неподвижные электроды в поперечном направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения скользящего контакта, неподвижные электроды обращены один к другому одноименными боковыми сторонами, образующими прямой угол, прямоугольный электрод выполнен длиной, равной высоте трапецеидальных электродов, и заземлен, а возбудитель выполнен в виде автогенератора с LC-колебательным контуром, в который включены неподвижные электроды.

1783284

Составитель B.Ìàðàïóëåö

Техред М.Моргентал: . Корректор Н. Ревская

Редактор Н,Козлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4505 Тираж -Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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