Емкостный преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной техника Ц$льизобретения-расширение диапазона измерения емкостного преобразователя перемещений , содержащего потенциальный, экранирующий и токовый электроды. Экранирующий электрод выполнен в виде металлической или металлизированной диэлектрической ленты с прозрачными для электрического поля окнами, площадь каждого из которых изменяется в направлении продольной оси преобразователя. Потенциальный и токовый электроды выполнены идентично состоящими каждый из двух секций , которые образуют попарно конденсаторы постоянной и переменной емкости, благодаря чему, может быть реализован логометрический метод преобразования выходного сигнала преобразователя. 2 з,п.ф-лы, б ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4918765/28 (22) 13.03.91 (46) 23.03.93. Бюл, М 11 (75) B.À.Ïàâëåíêî (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N -636468, кл. G 01 В 7/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1252653, кл. G 01 В 7/00, 1985. (54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цмьизобретения-расширение диапазона измерения емкостного преобразователя перемещений, содержащего потенциальный, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений и расстояний.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

На фиг. 1 изображен продольный разрез емкостного преобразователя перемещения; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3- вид Б-Б на фиг,1; на фиг.4 — пластины потенциального и токового электродов; на фиг.5 — экранирующий электрод на основе ленты из диэлектрического материала; на фиг.6 — то же в виде металлической ленты.

В соответствии с чертежом емкостный преобразователь перемещения содержит потенциальный 1, токовый 2 и секционированный экранирующий 3 электроды (фиг.1), Секции экранирующего электрода электрически соединены между собой и с общей

„„ Ы„, 1803718 Al экранирующий и токовый электроды. Экранирующий электрод выполнен в виде металлической или металлизированной диэлектрической ленты с прозрачными для электрического поля окнами, площадь каждого из которых изменяется в направлении продольной оси преобразователя. Потенциальный и токовый электроды выполнены идентично состоящими каждый из двух секций. которые образуют попарно конденсаторы постоянной и переменной емкости, благодаря чему может быть реализован логометрический метод преобразования выходного сигнала преобразователя. 2 з.п.ф-лы, 6 ил. точкой 4. Потенциальный 1 и токовый 2 электроды выполнены одинаково в виде проводящих пластин 5 и 6, расположенных на диэлектрической пластине в одной плоскости с зазором 7 между ними (фиг.3 и

4). Эти электроды жестко соединены между собой подобно вертикальной проекции относительно друг друга. Экранирующий 3 электрод выполнен с возможностью перемещения в виде ленты, размеченной на экранирующие секции 8, представляющие собой участки одинаковой конфигурации и одинаковой продольной длины (фиг.3). Каждый участок имеет прозрачное для электрического поля окно 9, площадь которого различна для каждого участка и изменяется от участка к участку пропорционально увеличению длины ленты l n, где n — количество, а l — длина секций. Пластины потенциального и токового электродов имеют

1803718 длину пласт,, кратную длине секции (фи г,4). пласт = гп где m = 1... — целое число, Пластины 5 и 6 потенциального 1 электрода электрически соединены между собой и образуют рабочий конденсатор относительно одной пластины 5 токового электрода 2, и образцовый конденсатор относительно другой пластины 6 (фиг.2), Поверхность ленты 3 параллельна поверхности пластин электродов. Окна 9 расположены между пластинами 6 рабочего конденсатора (фиг.2 и 3), Вариантами исполнения экранирующего электрода могут служить два технических решения, Одно (фиг,5) заключается в том, что лента экранирующего электрода выполнена из диэлектрического материала, а экранирующие участки 10 выполнены в виде аппликации из проводящего материала, наложенного на поверхность участков ленты, при этом ширина ленты соизмерима с общей шириной потенциального и токового электродов, Другое (фиг.6} — в том, что лента

3 экранирующего электрода выполнена электропроводящей, а участки 9, прозрачные для электрического поля, выполнены в виде сквозных просечек поверхности ленты, при этом ширина ленты соизмерима с шириной одной пластины потенциального и токового электродов, образующих рабочий конденсатор, Емкостный преобразователь перемещений,работает следующим образом, При движении экранирующего электрода 3 в зазоре между потенциальным 1 и токовыми электродами, на токовых 2 электродах создается напряжение, зависящее от напряжения HG потенциальном электроде 1, площади электродов, расстоянии между ними, диэлектрической проницаемости среды и площади окна 9 (для рабочего конденсатора).Так как все перечисленныефакторы влияют одинаковым об разом на величины рабочего и образцового конденсаторов, выходное напряжение датчика оказывается зависящим только от площаи окна 8 участка

9, экранирующего электрода 3, который в данный момент находится в зазоре между потенциальным 1 и токовым 2 электродами.

Так как ширина окна 8 на экранирующем электроде 3 выбирается шире пластин 5 и 6 потенциального и токового электродов, образующих рабочий конденсатор, сна не влияет на величину полезного сигнала, и сигналоднозначно определяется лишь длиной окна 8экранирующего электрода 3, При современной технологической оснастке длина окна на каждой секции 9 электрода 3 может быть выполнена с весьма высокой точностью, что обеспечивает соответственно

5 высокую точность рассматриваемого емкостного преобразователя перемещений.

Для самого распространенного случая, когда требуется линейная зависимость выходного сигнала от перемещения на одном

10 конце экранирующего электрода длина окна минимальна (может быть равна нулю), на другом конце максимальна (например, занимает всю длину секции) и при перемещении (фиг.5, 6) от одной секции 9 к другой

15 происходит равномерное увеличение длины окна (фиг,1, 3; 5, 6), а следовательно, увеличение выходного сигнала.

Формула изобретения t. Емкостный преобразователь переме20 щений, содержащий неподвижные размещенные в двух параллельных плоскостях и выполненные идентично потенциальный и токовый электроды, а также установленный в зазоре между ними с возможностью .

25 плоскопараллельного перемещения в направлении продольной оси преобразователя секционирова нный экранирующий электрод, секции которого образованы электропроводными участками, электрическими соеди30 ненными между собой, и электрически прозрачными окнами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, окна в секциях экранирующего электрода выполнены со ступенчатыми приращениями их размера в направлении про35 дольной оси преобразователя, имеющими одинаковую величину и знак, потенциальный и токовый электроды выполнены каждый из двух секций, которые образуют попарно конденсаторы постоянной и пере40

0 меннои емкости, электрически прозрачные окна в экранирующем электроде расположены в зазоре конденсатора переменной емкости, а длина секций токового и потенциального электродов кратна длине одной

45 секции экранирующего электрода, 2. Преобразователь по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что экранирующий электрод выполнен в виде диэлектрической ленты, имеющей электропроводящее покрытие с

50 окнами с нем, а ширина ленты равна суммарной ширине электродов конденсаторов постоянной и переменной емкости.

3. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что экранирующий электрод выполнен в виде электропроводящей пла стины с окнами в виде сквозных отверстий в ней, ширина которой равна ширине электродов конденсатора переменной емкости.

1803718

1803718

Составитель В. Павленко

Редактор Е. Полионова Техред M. Моргентал Корректор И. Филь

Заказ 1047 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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