Емкостной преобразователь перемещений

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.VIII.1971 (№ 1690596/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 27.И I.!973. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования списания 14.ХП.1973

M. Ел. G 01b 7/08

G 08с 9/02

Государственный комитет

Сената Министров СССР ло делам изобретений и открытий

УД1 531.71(088.8) Авторы изобретения у I.

Qy, 3. М. Бромберг и В. С. Иванов

Заявитель

Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства

ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений.

Известен емкостной преобразователь пере. мещений, содержащий два плоских, установленных параллельно неподвижных электрода и расположенный между ними, перемещаемый перпендикулярно к ним, подвижный электрод.

Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что каждый из электродов выполнен в виде двух разделенных диэлектрической прокладкой идентичных пластин, которые у неподвижных электродов расположены в од: ой п.-.оскости, а у подвижно"0 смещены одна относительно другой на известное расстояние в направлении рабочего перемещения подвижного электрода.

Это позволяет повысить точность измерения.

На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.

Он содержит два неподвижных электрода, каждый из которых выполнен в виде двух идентичных пластин 1, 2 и 8, 4, разделенных диэлектрическими прокладками 5 и 6, и подвижный электрод, выполненный в виде двух идентичных пластин 7 и 8, сдвинутых одна относительно другой на известное расстояние Л и разделенных диэлектрической прокладкой 9.

Выходы пластин подсоединены к коммутатору 10 и далее к измерительному 11 и вычислительному 12 устройствам.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на том, что функция преобразования ем костного измерителя перемещений с частотным выходом на рабочем участке с достаточной степенью точности может быть представлена параболой вида:

10 у = ах + bx + с, где х — входное перемещение; у — выходной параметр устройства, на15 пример частота или число импульсов, подсчитанное за определенный интервал времени; а, b, с,— параметры функции преобразования, Нестабильность коэффициентов а, b, с под

20 влиянием мешающих факторов и временного дрейфа параметров датчиков, а также других элементов измерительной цепи преобразователей является источником погрешности измерения линейных перемещений.

25 Для устранения влияния вариаций указанных параметров на точность измерения перемещений в предлагаемом преобразователе с помощью коммутатора 10 к измерительному устройству 11 в любой последовательности

30 подключаются следующие пары пластин: 1 и

392324

Составитель P. Старцева

Техред Т. Курилко

Корректор А Дзесова

Редактор О. Юркова

Заказ 3376/5 Изд Хе 1815 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапуноьа, 2

7, 7 и 8, 2 и 8, 8 и 4 двух неподвижных и подвижного электродов емкостного датчика. При этом сигналы на выходе измерительного устройства 11 связаны с входным перемещением соответственно зависимостями у, = а (х, — х) + b (х, — х) + с

+ х + 1 ) + b (xo + x + A) + c (2) у, = a (x, — x+ A) + b (x, — х + Л) + с у, = а (х, + х) + О (х, + х) + с, где: хв — начальное значение входного перемещения;

Л вЂ” известное расстояние, на которое смещены одна относительно другой пластины подвижного электрода емкостного датчика в направлении рабочего перемещения подвижного электрода.

Сигналы уь у> уз, у поступают в вычислительное устройство 12, реализующее алгоритм х = У4 У1 (3) (Уе Уз) (У4 У1) представляющий решение системы (2) относительно х, Реализация алгоритма (3) происходит в цифровом коде, в связи с чем процес= измерения занимает малый промежуток времени (порядка нескольких миллисекунд).

Как видно из выражения (3), конечный результат измерения не зависит от стабильности

5 параметров а, b, с функции преобразования.

Это позволяет достичь высокой точности измерения перемещений за счет автокоррекции результатов, приводящей к устранению влияния мешающих факторов, временного дрейфа и

10 нелинейности характеристики.

Точность определяется только стабильностью величины Л, которая может быть выполнена практически с любой степенью точности.

Предмет изобретения

Емкостной преобразователь перемещений, содержащий два плоских, установленных параллельно неподвижных электрода и располо20 женный между ними, перемещаемый перпендикулярно к ним, подвижный электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, каждый из электродов выполнен в виде двух разделенных диэлектриче25 ской прокладкой идентичных пластин, которые у неподвижных электродов расположены в одной плоскости, а у подвижного смещены одна относительно другой на известное расстояние в направлении рабочего перемещения

30 подвижного электрода.