Емкостной преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 59 4 б 01 В 7 0 ЕТЕНИЯ ТЕЛЬ АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения перемещения объектов с высокойточностью одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях путем болееепростой реализации тестового метода измерения, Емкостный преобразователь перемещений содержит три основные и три дополни.тельные пары электродов, включенные каждая в свою измерительную схему. Основныепары электродов включают неподвижный общий электрод и подвижные относительнонего электроды, соединенные общей электроизоляционной пластиной, связываемой в процессе измерений с контролируемым объек 801226017 А том. Подвижныи электрод смещен относительно подвижного электрода в направлении Х на известное расстояние ЛХ-.Размер Ь 4 подвижного электрода в направлении У в К=Ь/Ь 4 раз отличается от соответствующего размера Ь 2=йз электродов. Начальная плошадь перекрытия электрода сэлектродом равна начальной площади перекрытия электрода. Дополнительные парыэлектродов образованы теми же подвижнымиэлектродами и вторым общим неподвижнымэлектродом, имеющим Ш-образную форму снесимметричным размещением выступов.Средний выступ электрода смещен в направлении у на известную величину. Все подвижные электроды имеют квадратную форму. Измеряемое перемещение контролируемогообъекта воздействует на пластину и смещает Яподвижные электроды относительно неподвижных электродов, изменяя площади их взаимного перекрытия. Сигналы, снимаемые сподвижных электродов, позволяют опреде- Слить перемещение объекта, исключив приэтом из результатов измерения параметры ффункций преобразования, что исключаетвлияние дрейфа их значений на результатыизмерений и повышает точность преобразо- Ьвания перемещений, 1 ил. МИзобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св.1043482 для измерения перемещений объектов.Цель изобретения - расширение функ 5 циональных возможностей путем обеспечения измерения с высокой точностью перемещений во втором направлении, перпендикулярном первому, т.е. одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, за счет более простой реализации тестового ме О тода измерения.На чертеже представлена принципиальная схема емкостного преобразователя перемещений.Преобразователь содержит три основные и три дополнительные пары электродов, включенные каждая в свою измерительную схему (не показаны). Основные пары электродов включают неподвижный первый общий прямоугольный электрод 1 и установленные с возможностью перемещения относительно него электроды 2 - 4, соединенные обшей электроизоляционной пластиной 5, связываемой в процессе измерения с контролируемым объектом (не показан). Подвижный электрод 3 смещен относительно подвижного электрода 2 в первом направлении из мерения (в направлении оси Х) на известное расстояние ЛХэ Размер Ь 4 подвижного электрода 4 во втором направлении (в направлении оси У) в К=Ь/Ь 4 раз отличается от соответствующего размера Ь 2= - Ь 3 электродов 2 и 3. Начальная площадь перекрытия электрода 4 с электродом 1 равна начальной площади перекрытия электрода 3. Дополнительные пары электродов образованы теми же подвижными электродами 2 - 4 и вторым общим неподвижным электродом 6, имеющим Ш-образную форму с несимметричным размещением его выступов. Средний выступ электрода 6 смещен во втором направлении на известную величину ЛУ-. Электроды 2 - 4 имеют квадратную форму, 40Преобразователь работает следующим образом.Измеряемое перемещение объекта воздействует на пластину 5 и смещает подвижные электроды 2 - 4 относительно неподвижных электродов 1 и 6, изменяя площади 45 их взаимного перекрытия. Сигналы, снимаемые с подвижных электродов, пропорциональны величинам этих площадей, которые в свою очередь определяются размерами Ь; электродов и величинами их перемещений в первом (Х) и втором (У) направлениях (1=2, 3, 4).Функции преобразования преобразователя могут быть представлены некоторым числом отрезков прямых вида:М; = а;х+ Ь; (1) 11; = к;у+ Ь (2) где М; и 1 Ч, - выходные сигналы преобразователя при перемещениях объекта в направлении Х и У соответственно;сх 1 Ьх оу 1 Ьу 1 - параметры функции преобразования, определяемые конструктивными физическими параметрами емкостного преобразователя.Используя сигналы М,2 Х 3 и Иу 2 Идз и М 4, снимаемые одновременно с электродов 2 - 4, измеряемые перемещения после соответствующих преобразований систем уравнений (1) и (2) можно представить в видеМх 4 11 кз Лхэт(4)11 - Ы К - 1Из выражений (3) и (4) следует, что параметрыи Ь; функции преобразования не входят в конечное выражение для измеряемых перемещений Х и У, так что дрейф их значений не влияет на точность измерений.Таким образом, преобразователь позволяет измерять перемещения контролируемых объектов в двух взаимно перпендикулярных направлениях с повышенной точностью. Формула изобретенияЕмкостный преобразователь перемещений по авт. св.1043482, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения с высокой точностью перемещений во втором направлении, перпендикулярном первому, он снабжен вторым общим электродом, имеющим Ш-образную форму с несимметричным размещением выступов и размещенным параллельно первому общему прямоугольному электроду по другую сторону от электродов, установленных с возможностью перемещения, выступы Ш-образного электрода ориентированы в первом направлении, а его средний выступ смещен относительно соседних выступов во втором направлении перемещения на известную величину.Редактор Н. ТупицаЗаказ 1978/26 Составитель Л. ГуськовТехред И. Верес Корректор Л. ПатайТираж 670 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4