Высокочастотный емкостный датчик

О П И С A H И E 373508

И ЗОБ РЕ ТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД1сТЕЛЬСТВУ

Соки Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 05.I.1971 (М 1608956/25-28) с присоединенисм заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 2.Ill.1973. Ь1оллетень № 14

Дата опубликования описания !9Х11.1973

М.Кл. 6 Olb 7/06

Комитет по делам иаобретеиий и открмтий при Совете й1иииетров

СССР

УДК 621.317:531.717.11 (088.8) Авторы изобретения

М. М. Горбов, Э. В. Кузьмин и В. К. Федотов

Заявитель

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано при разработке приборов контроля толщины текстильных волокон.

Известен высокочастотный емкостный датчик для контроля толщины диэлектрических, например текстильных, материалов, содержащий экранньш корпус со щелевым вырезом, расположенный внутри этого корпуса колебательный контур, между электродами емкости которого располагается контролируемый материал.

Однако этот датчик не обеспечивает достаточной точности контроля из-за влияния «паразитных» емкостей.

Цель предлагаемого изобретения — повышение точности контроля.

Для этого колебательный контур предлагаемого датчика выполнен в виде коаксиального резонатора с распределенными постоянными относительно электропроводящего стержня, установленного коаксиально с экранным корпусом и имеющего верхнюю часть, плавно переходящую в электрод емкости, а нижнюю— в конденсатор связи.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 — принципиальная схема автогенератора, выполненного на туннельном диоде, Предлагаемый датчик содер>кит стержень 1 резонатора; потенциальную пластину 2 измерительного конденсатора; экран 8 датчика; потенциальный электрод конденсатора 4 связи;

T):ííåëüHûé диод 5; переходный конденсатор б;

;-> резистор 7; дроссель 8; высокочастотный разъем 9; диэлектрик 10 конденсатора связи; кабель П типа РК; подстроечный винт 12; контролируемый материал 18; прижимной винт 14; высокочастотную монта>кную стойку 15; заш зсмляющую шайбу 16.

Металлический стержень 1 резонатора верхней частью плавно переходит в пластину 2, которая вместе с экраном 8 образует измерительный конденсатор. Стержень 1 резонатора и

15 измерительный конденсатор образуют контур генератора датчика. Нижний конец стержня 1 также плавно переходит в цилиндр, который образует вместе с экраном 8 конденсатор 4 связи. Для увеличения емкости этого конден2J сатора между экраном 3 и цилиндром по периметру проло>кен диэлектрик 10. Нижний»онец стержня 1 соединен с туннельным диодом

5, который прижимается к основанию стержня с помощью винта 14, и с переходным конден25 сатором б. С помощью винта 12, который электрически сосдинен с экраном 8 через заземляющую шайбу 16, можно производить подстройку конденсатора связи. Питание генератора осуществляется через резистор 7, дроссель

30 8, укрепленный с помощью монтажной стойки

373508

3

15, высокочастотный разъем 9 и кабель 11. 3аправка контролируемого материала 18 осуществляется через вырез в экране 8.

Датчик работает следующим образом.

Изменение толщины измеряемого материала

18 вызывает изменение емкости измерительного конденсатора, которое преобразуется генератором в изменение частоты. Переменное напряжение снимается с туннельного диода 5 и через переходной конденсатор 6, высокочастотный разъем 9и кабель 11 поступает на измерительную схему. Таким образом, девиация частоты генератора пропорциональна изменению площади поперечного сечения измеряемого материала.

Такое выполнение датчика позволяет повысить его чувствительность за счет уменьшения паразитных емкостей, избавиться от дестабилизирующего воздействия материала (керамики), что повышает стабильность частоты автогенератора, упрощает конструкцию и уменьшает размеры датчика.

Кроме того, изготовление колебательного контура в виде коаксиальной резонансной линии уменьшает температурный коэффициент индуктивности (ТКИ) па высоких частотах, значительно повышает добротность колебательной системы, что позволяет уменьшить

5 связь контура с активным элементом. Все это приводит к увеличению стабильности генератора.

Предмет изобретения

lO Высокочастотный емкостный датчик для контроля толщины диэлектрических, например текстильных, материалов, содержащий экранный корпус со щелевым вырезом, расположенный внутри этого корпуса колебательный кон15 тур, между электродами емкости которого располагается контролируемый материал, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения точности контроля, колебательный контур выполнен в ваде коаксиального резонатора:с распределен26 ными постоянными относительно электропроводящего стержня, установленного коаксиально с экранным корпусом, и имеющего верхнюю часть, плавно переходящую в электрод емкости, а нижгпою — в конденсатор связи.

373508

Составитель А. Духаннн

Редактор В. Костылев Техред Т. Курилко Корректоры Н. Стельмах и И. Божко

Заказ 2527 Изд. № 1278 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ,Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская паб., д. 4/5

Обл. тпп. Костромского управления издательств, полиграфии н книжной торговли

l (! !

1

l

1

L я1 7 !

t !

l (! !

1