Дифференциальный емкостной преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХааавламаюижРЕСПУБЛИН А 9) (И) Ьаь С 01 В ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ ьйо+ адамов =па; Со ьмоз=(Ь 4) длина окна электрода;- длина межок жутков;- длина секци онного эленФкранирукицего Ьгде дР,ь 8 нных промемногосекцирода. ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ"Энергия", 1966, с. 14,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2635599/18-28,кл. 6 01 В 7/00, 1978 1 прототип)(54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЯ ЕМКОСТНОЯ.ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ, содержащий жестко связанные потенциальный общий электрод и многосекциониый электрод, секции которогоразделены на циклические группы пой-секций в каждой группе и соединены так, что к 1 -той секции подключены все 1 фФ Ь."секции, где п 1числа натурального ряда, и размещенный между ними подвижный экранирующий электрод с азкнами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения тонности, секции.многосекционного электрода и окнаэкранирующего электрода выполненыс относительным наклоном под углом, тангенс которого равен отношению ширины окна экранирующегоэлектрода к длине секции многосекцнонного электрода, количество секций П в циклической группе выбирается из условия й 1 2(М+1), где 1числа натурального ряда, а геометрические размеры элементов преобразователя выбираются иэ соотношенийИзобретение относится к контрольно"измерительной технике и можетбыть использовано для измерения перемещений (в первую очередь линейных) при помощи емкостных датчиков,Известны емкостные преобразователи перемещений содержащие относительно подвижные потенциальныеи защитные электроды (1,Недостатком данных преобразователей является нелинейность характеристики преобразования, приводящаяк появлению значительной погрешности измерения,Наиболее близким к предлагаемому является дифференциальный емкостной преобразователь перемещений, содержащий жестко связанныепотенциальный общий электрод и многосекционный электрод, секции кото"рого разделены на циклические группы по п-секций в каждой группе исоединены так, что к 1-той секцииподключены все (1+ап)-секции, гдеа - числа натурального ряда, и размещенный между ними подвижный экранирующий электрод с окнами (2 .Недостатком известного преобразователя является погрешность измерения, вызванная нелинейностью характеристики преобразователя.Данная нелинейность возникаетпри прохождении края секции многосекционного электрода над окномэкранирующего электрода,Цель изобретения - повышениеточности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что секции многосекционногоэлектрода и окна экранирующего электрода выполнены с относительным наклоном под углом, тангенс которогоравен отношению ширины окна экранирующего электрода к длине секциимногосекционного электрода, количество секций и в циклической группе выбирается из условия и2(1+1),где 1 - числа натурального ряда,, а геометрические размеры элементовпреобразователя выбираются из соотношенийЬоЬмои =и аЬ 3 р - Ь 0 цц, - ( К+) а,где Ь 1 - длина окка экранирующегоэлектрода,ЬРОЬ - длина межоконных промежутков,а - длина секции многосекционного электрода.На Фиг. 1 схематически изображен преобразователь при числе секций Ь=4, на фиг. 2 - многосекционный электрод с наложенным на него экранирующим электродом с окнами, вид в плане.Преобразователь состоит из жестко связанных между собой непоцвижных потенциального общего элек 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 трода 1 и многосекционного электрода 2 и размещенного между ними подвижного экранирующего электрода 3 с окнами 4.Электроды преобразователя выполнены методом напыления проводящих покрытий на изоляционные (например стеклянные) основания.Секции 2-12-п многосекционного электрода 2 разделены на циклическиегруппы по 4 секции, нап. ример 2-1, 2-11, 2-111, 2-1 Ч, в каждой (на фиг, 1 показана одна группа секций).Секции 2-12-1 Ч многосекционного электрода 2 наклонены по отношению к окнам электрода 3 под углом , тангенс которого равен отношению ширины Ь окна экранирующего. электрода 3 к длине а секции многосекционного электрода 2, Длина Ьо окна экранирующего электрода 3 равна длинеЬ 1 МО межоконного промежутка и равна (1+1)а, где числа натурального ряда:Ь 1 Ь Гоп = П аи г 2 (М 1).Весь диапазон измеряемого переме щения, равный 4 а, разбит на четыре поддиапазона, Для измерения в первом поддиапазоне соединены попарно в группу секции 2-1 и 2-11, а также 2-1 П и 2-1 Ч, Они образуют дифференциальный конденсатор, служащий для измерения перемещения в первом поддиапазоне (положения окна экранирующего электрода в каждом поддиапазоне обозначены на Фиг. 2 буквами с, Г, с 1, ). Для измерения во втором поддиапазоне соединяются попарно. секции 2-111 и 2-11, а также 2-1 и 2-1 Ч, для измерения в третьем поддиапазоне соединяются попарно секции 2-11 и 2-1, а также секции 2-1 Ч и 2-111, а для измерения в четвертом - секции 2-111 и 2-11, а также секции 2-1 и 2-1 Ч. Для того, чтобы различить эти поддиапазоны, полярность электродов дифференциального конденсатора изменяют на противоположную,Преобразователь работает следующим образом. При перемещении экранирующегоэлектрода 3 с окнами 4 относительно потенциальных электродов 1 и 2в пределах, например, первого поддиапазона изменяется емкость первого дифференциальногО конденсатора,образуемого группой попарно соединенных секций 2-1, 2-11 и 2-1112-1 Ч,При дальнейшем перемещении электрода 3 с окнами 4 в пределах, например, второго поддиапазона изме-няется емкость второго дифференциального конденсатора, обоазуемого"044954 диненными секциями 2-111, 2-11 и2-1 и 2-1 Ч. попарно соединенными секциями 2-111, 21 и 21, 2 Ч.При перемещении электрода 3 с окнами 4 в пределах третьего поддиапазона изменяется емкость третьего дифференциального конденсатора, образуемого попарно соединенными секциями 2-11, 2-1 и 2-111, 2-1 Ч.При перемещении электрода 3 с окнами 4 в пределах четвертого поддиапазона изменяется емкость четвертого дифференциального конденсатора, образуемого попарно соеИзобретение позволяет устранитьпогрешность измерения, обусловленную нелннейностью характеристикипреобразования, вызванной конечными размерамн щелей меаду секциямимногосекционного электрода. Погрешность устраняется благодаря вы О полнению секций наклонными по отно""шению к окнам экранирующего электрода. фиг, Г Составитель Т. МатюхинаРедактор Н. Стащишина Техред Т.Маточка Корректор А. Повх Заказ 7532/37 Тираа 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, й, Раушская наб., д,4/5