Емкостной индикатор положения

(191 (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАН ЗОБ ПАТЕНТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДИЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1Авторское свидетельство СССФ 529368 кл, Са 08 С 9/02 19752. Авторское свидетельство СССРВ 401556, кл. В 61 Ь 3/22,кл. С 08 С 25/04, 1972 (прототип),(54) (57) 1, .ЕИКОСТНЦЙ ИНДИКАТОР ПОЛОЖЕНИЯ, содержащий считывающие элементы, каждый из которых выполненв виде пары токопроводящих пластин,четные и нечетные пластины каждойпары соединены, первый подвижныйэлемент, выполненный в виде пластины,высоды считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя, высод которого соединен спервым входом фазового детектора,генератор несущей частоты, первыйвыход которого соединен с первым генераторнцм элементом, выполненнымв виде пластины, расположеннойвдоль считывающих элементов, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, .сцелью упрощения и,повышения технологичности индикатора, в него введенывторой подвижный элемент, вцполненный в виде пластины, и второй генераторный элемент, выполненный в виде пластины, пластины считывающих элементов расположены на диэлектрическом основании, пластины первого и второго генераторных элементов расположены параллельно пластинам считывающих элементов соответственно на верхней и. нижней поверхностях диэлектрического основания, пластины первого и второго подвижных элементов расположены перпендикулярно пластинам считывающих и генераторньк элементов по обеим сторонам диэлектрического основания, второй выход генератора несущей частоты соединен с вторым генераторнцм элементом и вторым входом фазового детектора.2. Индикатор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпиения точности индикатора путем обеспечения возможности формирования параллельного кода на его вькоде, в : май него введены дополнительные считываю- вваащие элементы по числу разрядов, каждый ф 1 из которых выполнен в виде пары пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены, вькоды счить;- вающих элементов соединены с входами дополнительного дифференциального усилителя, вькод которого соединен с первым входом дополнительного фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора несущей частоты.Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбыть использовано в устройствах,преобразующих механические перемещения в код.Известен емкостный индикатор положения, содержащий кодирующий элемент, на поверхности которого размещены электроды, подвижный электрод, который связан с контролируемымобъектом и соединен с входом усилителя автогенератора, электроды подключены к катушкам индуктивности, соединенным последовательно, конденсаторы, нагрузочный резистор 1.Недостатками данного емкостногоиндикатора положения являются егосложность и низкая технологичностьиз-за наличия катушек индуктивности,Наиболее близким к изобретениюявляется индикатор положения, содержащий считывающче элементы, каждыйиз которых выполнен в виде пары токопроводящих пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены,.первый подвижный элемент, выполненный в виде пластины, выходы считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя,выход которого соединен с первымвходом первого фазового детектора,генератор несущей частоты, первыйвыход которого соединен с первым генераторным элементом, выполненным ввиде пластины, расположенный вдольсчитывающих элементов, усилители-ограничители, Фазовращатель, второйфазовый детектор, трансформатор иФильтры 21,Недостатками известного индикато. ра положения являются его сложностьи низкая технологичность из-за наличия трансформатора, фильтров иФазовращателей и низкая точность.Цель изобретения - упрощение иповышение технологичности индикатора. Поставленная цель достигается тем, что в емкостный индикатор положения, содержащий считывающие элементы, каждый из которых выполнен в виде пары токопроводящих пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соедийены, первый подвижный элеяент, выполненный в виде пластин, выходы считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом Фазового детектора, генератор.несущей частоты, первый выход которого соединен с первым генераторнымэлементом, выполненным в виде пластины, расположенной вдоль считывающих элементов, введены второй подвижный элемент, выполненный в видепластины, и второй генераторный элемент выполненный в виде пластины, 1 О пластины считывающих элементов расположены на диэлектрическом основании, пластины первого и второгогенераторных элементов расположеныпараллельно пластинам считывающихэлементов соответственно на верхнейи нижней поверхностях диэлектрического основания, пластины первого ивторого .подвижных элементов расположены перпендикулярно пластинамсчитывающих и генераторных элементовпо обеим сторонам диэлектрическогооснования; второй выход генераторанесущей частоты соединен с вторымгенераторным элементом и вторым вхо дом Фазового детектора.Кроме того, с целью повышенияточности индикатора путем обеспечения возможности формирования параллельного кода на его выходе в емкостный индикатор положения введеныдополнительные считывающие элементыпо числу разрядов, каждый из которыхвыполнен в виде пары пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены, выходы считывающихэлементов соединены с входами дополнительного дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом дополнительного фазовогодетектора, второй вход которогосоединен с вторым выходом генераторанесущей частоты.На чертеже приведена схема емкостного индикатора положения.45Устройство содержит кодовую шкалу 1, выполненную в виде считывающих элементов 2-5, расположенныхпараллельно и меняющихся один с другим своими местами в пространствечерез определенное расстояние, подвижные элементы 6 и 7, генераторныеэлементы 8 и 9, генератор О несущей частоты, выходы которого соединены с генераторными элементами 8и 9, считывающие элементы 2-5 соеди 55.иены с входами дифференциального усилителя 11, выход которого соединенс одним входом фазового детектора 12,другой вход которого соединен с од20 аказ 8571/46 Тираж 5 вл ППП ффПатвати, г. Ужгород, л.Проектная,4 3 11262 ним из выходов генератора 10 несущей частоты. Считывающие элементы 2-5 расположены на диэлектрическом основании (не показано), генераторный элемент 8 - сверху на диэлектрическом основании, генераторный элемент 9 - снизу на диэлектрическом основании, а подвижные элементы 6 и 7 - поперек шкалы 1 над и под диэлектрическим основанием. ОЕмкостный индикатор положения работает следующим образом.Генератор 10 несущей частоты фор" мирует два высокочастотных сигнала, сдвинутых один относительно другого 15 по фазе. Каждый иэ этих сигналов по-. дается.на одиниз генераторных элементов 8 и 9. Через емкости, образуемые генераторными элементами 8 и 9 и подвижными элементами 6 и 7, а также подвижными элементами 6 и 7 и считывающими элементами 4 и 5, высокочастотный сигнал поступает на входы дифференциального усилителя 11, а с его выхода - на один вход фазового детектора 12, на другой вход которого подается один из высокочастотных сигналов с выхода генератора 10 несущей частоты.В зависимости от положения подвижных элементов 6 и 7 относительно считывающих элементов 2-5 кодовой шкалы 1 сигнал на выходе дифференциального усилителя 11 опережает или отстает от сигнала на выходе генератора 10 несущей частоты. фазовый З детектор 12 определяет разность фаз 13 4сигналов на его входе и выдает на своем выходе информацию о Фазе сигнала на выходе дифференциального усилителя 11 относительно сигнала на выходе генератора 10 несущей частоты.Значение сигнала на выходе фазово го детектора 12 однозначно связано с положением подвижных элементов 6 н 7 относительно кодовой шкалы 1.Если при расположении подвижньк элементов 6 и 7 над считывающими элементами 4 и 5 имеется одно значение сиг- нала на выходе фазового детектора 12, то при расположении подвижньк элементов 6 и 7 над считывающими элементами 2 и 3 значение сигнала дру." гое, Изменение сигнала на выходе фазового детектора 12 происходит при переходе подвижньк элементов 6 и 7 от считывающих элементов 4 и 5 к считывающим элементам 2 и 3, а при перемещении подвижных элементов 6 и 7 вдоль считывающих элементов 4 и 5 или 2 и 3 сигнал на вькоде фазового детектора 12 не меняется.При применении системы считываю,"." щнх элементов 2-5 разной длины, рас положенных.парадлельно и подключенных через соответствующие дифференциальные усилители 11 к первым входам соответствующих фазовых детекторов 12, первые входы которьк соедине ны с выходом генератора 10 несущей частоты, можно строгать многоразрядные емкостные индикаторы положения. При таком построении индикатора повышается точность его преобразования.