Емкостный датчик перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХССЦНМЮВЧеаеРЕСПУБЛИК 3 8 а) 601 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕГЕЛЬСТВУ У 22 , А.И.Амелья .А.Яворский титут элект ец,нно(088.8)идетельство С 6 С7108, 1970ДАТЧИК ПЕРЕИЕЩЕпараллельных 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 1 ЛНРЫТИЙ(71) Иосковский инсго маеиностроения(54)(57) ЕИКОСТНЫИЙИВ, содержащий три электрода, средний из которых выполнен в виде диэлектрической пластины с нанесенными на ее поверхности про-водниками имеющими периодически повторяющийся профиль, о т л и ч а ю -. щ и й с я тем, что, с целью повывения точности измерений, он снабжен прокладкой из диэлектрика, размещенной между двумя смежными электродами, а на поверхность среднего электрода, обращенную к другому электроду, нанесено диэлектрическое покрытие.1023193 35 40 45 Изобретение относится к измври" тельной технике, в частности к чув" ствительнцм элементам измерительных преобразователей, предназначено для беконтактного преобразования вели" чин перемещений и деформаций в электрический сигнал и может быть использовано в любой Отрасли машино строения.Наиболее близким к изобретению является емкостнцй датчик перемещений, содержащий три параллельных . электрода, средний из которых выпол" нен В виде диэлектрической пластины с нанесенными на ее поверхности проводниками, имеющими периодически овторяющийся профиль 1 11Рдостатком известного датчика :-,и:ется погрешность измерений, обуслов.пекная изменением его емкости с изменением диэлектрической прони" цаемости среды, шунтированием прово;,мс:.-ьч среды, деФормацией и вибра.1 ия, и :1 эсимиЦель изобретения - повышение точ.Осизмерений.Оставленная цель достигается тем цто емкостный датчик перемещений, соержащий три параллельных электрода средний из которых выполнен в виде диэлектрической пластины с нанвсен" ными на ее поверхности проводниками, имеющими периодически повторяющийся профиль снабжено прокладкой из диэлектрика, размещенной двумя смежными электродами, а на поверхность среднего электрода, обращенную к другому электроду, нанесено диэлектрическое покрытие.На фиг. 1 представлен предложенный емкостнь 1 й датчик перемещеий, продольное сечение; на фиг.2- график зависимости ОтнОсительной погрешности, Обусловленной изменением диэлектрической проницаемос" ти среды От расстояния между пластинами. Емкостный датчик перемещений содержит электропроводящие пластинц 1 и 2 и помещенную между ними диэлектрическую пластину 3, Злектропроводящие пластины 1 и 2 жест" ко соединены с контролируемыми точками объекта (не показан), а диэлек трицеская пластина 3 жестко сВязана с электропроводящей пластиной 1 посредством размещенной между ними прокладками 1 из диэлектрика. На обеих сторонах электропроводящей пластины 3 нанесены электропроводящие проводники 5 и 6 с периодически повторяющимся профилем, выполненные в виде штырьевых гребенок, установ" ленных на каждой поверхности пластины 3 штырями навстречу, штырь подштырем. Ширина штырей равна или больше толщины диэлектрической пластины 3, На обращенную к электроду 2 поверхность диэлектрической пластины 3 (поверх штырьевой гребенки) нанесено диэлектрическое покрытие 7.Преобразователь работает следующим образом.Между гребенчатыми проводниками 5 и 6 возбуждается электромагнитная волна, отражающаяся от их концов, так, что образуется резонатор сверхвысоких частот. Электрическая емкость гребенчатых проводников 5 и 6 приводит к сосредоточению электрического поля волны, в основном, вдиэлектрической пластине 3 междугребенчатыми проводниками 5 и 6. 25 Магнитное поле волны остается снаружи, С ним взаимодвйствют электропооводяшие пластины 1 и 2, Изменение расстояния между электропроводящей 2 и диэлектрической 3 пластинами вызывает изменение погонной индуктивности гребенчатых проводников5 и 6 и, соответственно. резонансной частоты резонатора, Диэлектрическая прокладка ц предотвращаетвлияние сторонних электропроводящихобъектов на резонансную частоты. Деформация контролируемого объектаприводит к изменению расстояния меж"ду контролируемыми точками, с которыми жестко связаны электропровоДящие пластины 1 и 2, и, следовательнок изменению резонансной частоты. Величине деформации соответствует изменение резонансной частоты резб натора, являющейся выходным параметром датчика. Напряженность электрического поля , волны экспоненциально спадает по ме" 50 ре удаления от поверхности диэлектрической пластины 3. Диэлектрическая пластина М и покрытие исключают проникновение среды в область наиболее сильного электрического поля, 55 уменьшая тем самым погрешйость измерения, На фиг. 2 кривая 8 изобра"жает зависимость погрешности датчика от расстояния между пластинами 1 и 3 без диэлектрической прокладки17 Подпис ВНИИПИ Заказ 4197 /27 Тираж ктная, 1. Ужгород, ул ал ППП "Патен 31023193 4 М и покрытия 7, а кривая 9 - для Использование датчика перемещений предложенного датчика. Погреаность поеволяет производить измерение Ф ис" датчика существенно уменынена. Ди- пользованием частотных и фазовых меэлектрическая прокладка В и покрытие тодов съема информации в условиях7 предотвращают вунтирование прово"с изменяющейся диэлектрической про" димостье среды периодически повторя- ницаемостью среды и с повывенным ющегося профиля гребенчатых провод= уровнем вибраций в средах с конечников 5 и 6 ным значением проводимости.ХЮ