Емкостной преобразователь перемещений с переменным зазором

(51)4 С 01 В 7/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ го поворота один относительно другого вокруг оси вращения, и подключенную к ним измерительную схему, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измеренияпутем обеспечения однозначной прямопропорциональной зависимости емкостного сопротивления преобразователяв функции углового перемещения, осьвращения выполнена общей для обоихэлектродов и расположена на одном итом же. постоянном расстоянии от них,а ее центр совмещен с линией пересе. -чения плоскостей, являющихся продолжением активных внутренних поверхностей электродов.(71) Институт электродинамикиАН УССР(56) Патент США Яф 2460726кл. 73 - 105, 1949.Авторское свидетельство СССРУ 488979, кл. С 01 В 7/08, 1974.(54)(57) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ПЕРЕМЕННЫМ ЗАЗОРОМ,содержащий два плоских электрода,установленных с возвожностью угловоОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Б)(сд=1 Н где- диэлектрическая проницаемость среды между 1 О электродами 1 и 2 преобразователя;Ъ - ширина электродов преобразователя;г и г - наружный и внутреннийЯ 6радиусы окружностей поворота электродов преобразователя;м 3 - круговая частота напряжения питания. Ю Условием равновесия мостовой измерительной схемы являетсяХсь прегХ.пгде Х , - емкостное сопротивление образцового конденсатора С .Согласно (1) и (2), измеряемыйугол с( поворота определяется соотно- шением(2) 1 . 11850Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях науки итехники для измерения угловых перемещений, определения стабильности заданных углов во времени или их вариаций под влиянием внешних дефектов.Цель изобретения - повышение точности измерения емкостного преобразователя перемещений с переменным. зазором путем обеспечения однозначной прямопропорциональной зависимости емкостного сопротивления преобразователя в функции углового перемещения.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого емкостного преобразователя.Емкостный преобразователь содержит два плоских электрода 1 и 2,установленных на несущих изоляционных пластинах 3 и 4 с возможностьюуглового поворота один относительно другого вокруг общей оси 5 враще. -ния, расположенной на одном и том женеизменном расстоянии от обоих электродов 1 и 2. Центр б оси 5 вращениясовмещен с линией пересечения плоскостей, являющихся продолжением ак,тивных внутренних поверхностей 7 и8 электродов 1 и 2, Снаружи на несущих пластинах 3 и 4 преобразователяразмещены экраны 9 и 10, подключенные к земле, а внутри могут быть размещены охранные электроды (не показаны), подключенные к земле или зквипо-З 5тенциальной ей точке. К электродам1 и 2 преобразователя, образующим конденсатор Г переменной емкости, подключена измерительная схема, напримермостовая схема, образованная плечами4011 и 12 трансформатора 13 с неизменным (п) и регулируемым (и ) числомвитков вторичной обмотки и образцовымконденсатором 14 с эталонной емкостью45С. К первичной обмотке трансформатора 13 подключен источник 15 питанияпеременного тока, а к диагонали моста - детектор 16 равновесия, которыйслужит для приведения схемы в состояние равновесия, осуществляемого регу50лировкой числа витков итрансформатора 13,Преобразователь работает следующим образом. 55При изменении угла с( между электродами 1 и 2 преобразователя происходит изменение емкости С преобразова 69 2теля. Согласно теореме Гаусса, емкостное сопротивление Х преобразоватедля равно 5 Ъ гап 1 п- (3)РегСо о Ьиз которого следует, что измеряемый угол Ы может быть отсчитан по количеству регулируемого числа и витрег ков вторичной обмотки трансформатора 13, поскольку все величины, входящие в выражение (3) неизменны, Таким образом, между измеряемым углом Ы и емкостным сопротивлением Хобеспечивается прямолинейная однозначная зависимость в заданном диапазоне угловых перемещений. При этом с помощью внешних экранов 9 и 10 исключается влияние паразитных емкостей на результаты измерения и охранные электроды обеспечивают уменьшение влияния краевых эйкЬектов. Преимуществом предлагаемого преобразователя является возможность высокоточного измерения углов и угловых перемещений в диапазоне до 50 - 60. Это преимуще.ство особенно проявляется при измерении малых угловых перемещений (десятые., сотые доли градуса). В отличие от угломерных приборов, где используются емкостные преобразователи с переменной площадью, в предлагаемом преобразователе с переменным зазором при измерении1185069 Составитель С.СкрыпникТехред М. Надь КорректорЛ.Пилипенко Редактор С.Лисина Заказ 6347/32 Тираж 650ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 малых углов его начальная емкость можетбыть. выбрана достаточно большой.Кроме того, относительные измененияемкости и, следовательно, емкостного сопротивления преобразователяпри одинаковых угловых перемещениях 4также. значительно увеличиваются. При этом разрешающая способность преобразователя может составлять от 0,1 до 0,91 угловой секунды, тогда, как в известных угломерных емкостях она составляет 1 в .0,5 угловой секунды.