Емкостной преобразователь перемещений

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 10 2(19 3(51) 4 01 В 7/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ССРРЬ ТИЙ ПИ ВТОРСН(71) Куйбышевский филиал Всесоюзногоинститута по проектированию организациэнергетического строительства "Оргэнергстрой"(56) 1. Электрические измерения неэлетрических величин, Под ред П. В. Новицкого. "Энергия"19.75, . с. 295-296,12. Авторское свидетельство СССР(прототип),ную и две дополнительные пары относительно подвижных электродов, один из:, электродов основной пары смещен относительно электрода первой дополнительнойпары.на известное расстояние в направле,нии рабочего перемещения и имеет одинао- ковые с ним размеры в йаправлении, перпеидикулярном к этому перемещению,о г л и ч а ю ш и й с я гем, что, с .целью упрошения преобразователя, один изэлектродов второй дополнительной парыимеет размер в направлении, перпендикулярном к рабочему перемешению, в К разотличный от соответствуюшего размераэлектрода основной пары и одинаковую: с ним начальную плошадь, а соответствуюшие электроды трех пар жестко связаны З в-, между собой.Х 1(54) (57) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛЬ ПЕРЕМЕШЕНИЙ, еодержаший осно1043Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля высокоточного преобразования линейных перемещений в пропорциональный"электрический сигнал.Известны емкосгные преобразователиперемещений, основанные на зависимостиемкости конденсатора от площади перекрытия пластин подвижного и неподвижногоэлектродов 1 1. 10Однако аги преобразователи имеютнизкую точность из-за чувствительностик воздействию внешних факторов, а также и.за самопроизвольного дрейфа ихпараметров. 15Наиболее близким техническим решением к изобретению является емкостныйпреобразователь перемещений, содержащий основную и две дополнительные парыотносительно подвижньщ электродов, один 20из электродов основной пары смещенотносительно электрода первой дополнительной пары на известное расстояниев направлении рабочего перемещения иимеет одинаковые с ним размеры в нвп-. 25равлении, перпендикулярном к атому перемещению. Подвижные электроды основнойи дополнительных пар связаны с обрекгом измерения с помощью рычагов, имею.щих неодинаковое соотношение плеч, что,"30обуславливает различную чувствительностьосновной и дополнительных пар алектродовк измеряемому перемещению. Известныйпреббразователь, реализующий тестовыйметод измерения, позволяет расширитьдиапазон измеряемых перемещений иисключить влияние дестабилизирующихфакторов и временного дрейфа параметровустройства на точность измерений Г 2 1 .Однако наличие в преобразователе рычагов, соединяющих подвижные электролыс объектом измерения, усложняег кон, струкцию.Целью изобретения является упрощениеконотрукции преобразователя при сахранении точности измерения, т,е. при сохране-,нии тестового метода измерения,Поставленная цель достигается тем,что в емкостнвм преобразователе перемещений, содержащем основную и две дополнительные пары относительно подвижных 50алектродев, один из электродов основнойпары смещен относительно Электродапервой дополнительной пары на известноерасстояние в направлении рабочего перемещения и имеет одинаковые с ним размерыв напр юлении, перпендикулярном к этомуперемещению, один из евектродов второйдополнительной пары имеет размер в нап 482 2равлении, перпендикулярном к рабочему.перемещению, в К раз отличный ог соогветствукицего размера электрода основнойпары и одинаковую с ним начальную плошадь, а соответствующие электроды трехпар жестко связаны между собой.На чертеже представлена конструктивная схема емкостного преобразователяперемещений.Емкосгный преобразователь перемещений содержит три пары электродов. Неподвижные электроды всех трех пар представлены, в виде одного обшего неподвижногоалекгрода 1. Подвижный алектрод 2 основной пары смещен относительно подвижного электрода 3 первой дополнительной пары на известное расстояние АХ, Подвиждг%ный алектрод 4 второй дополнительной парыимеет размер п в направлении, перпендику-лярном рабочему перемещению, а К разотличный от соответствующего размера Ьосновного электрода 2 и Эзпервого дополнительного электрода 3, причем Й 2 =ЬСоединительная изоляционная пластина 5жестко связывает между собой все подвижные элекгродм.2 - 4.Преобразователь работает слащчацим.образом.Измеряемое перемещение воздействуетна пластину 5 и смещает подвижные электроды 2 - 4 относительно неподвижногоэлектрода 1, изменяя эффективную площадьподвижных электродов. Сигналы Я снимаемые с подвижных электродов, пропорциональны величине этой плошади, которвя,в свою очередь, определяется размером; алектродов в направлении, перпендикулярном к измеряемому перемещению, ивеличиной перемещения х .Функция преобразования преобразователя может быть представлена некоторым числом отрезков прямых видаЯ =б. Х+Ъ1 1. 1(1)где Я, - выходной сигнал, пропорциональный эффективной площади подвижныхэлектродов 2 в . 4, соответствукщей площади перекрытия ими неподвижного алектрода 1 ( 1 1,2,3); и с 1 иЬ параметры функции преобразования, ойеределяемые физическими параметрами преобразовавеля.Нестабильность этих параметров, оче. видно, ацгяется источником погрешностейизмерения перемещения,Используя Сигналы 8, 1 Ч 2, Й, снимаемые одновременно с основного и двухдополнительных электродов 2 - 4, величинуизмеряемого . перемещения Х можно предТираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рвушская наб., д. 4/5Заказ 7323/43 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 3 1043482 4 ставить после соответствукицих преобраэов- Таким образом, точность измерения не ваний в виде системы из грех уравнений зависит от дрейфа параметров функции типа (1) преобразования преобразователя под влияМ-й дх нием дестабилизирукецих факторов и време(2) 5 ни и определяется только двумя парамегР 1 Р4К рами ЬХ - н К = - ,которые могут где Ь 4 - отношение размеров алек ь г тродов 2 4 к направлении, перпендику- быть выполнены с достаточной степенью лярном к измеряемому перемещению точности.Иэ выражения (2), следует, что параО Благодаря устранению двуплечих рыча-. метры с; и Ь; -функции преобразования, гов существенно упрощается конструкций не входят в койечное выражение для из-., преобразователя и уменьшаются его размемеряемого перемещения х. ры.Ф