Емкостный преобразователь линейных перемещений

)4 С 01 В 7/ АН Ни Ет г:1 еи- омОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(56) Слабкий Л.И. Методы и приборпредельных измерений в экспериментальной физике. М.: Наука, 1973,с. 164.Агейкин Д.И. и др. Датчик контля и регулирования, М,; Машиностроение, 1965, с. 209,(54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повысить точность емкостного лреобразователя линейных перемещений путем уменьшения обратного динамического воздствия на объект контроля за счет кпенсации сил электромеханическоговзаимодействия его измерительных ипотенциальных электродов. Преобразователь содержит два измерительныхэлектрода 2, к которым подключеныкатушка 6 индуктивности и измерительный блок 7. В зазоре 3 между измерительными электродами установленс возможностью перемещения первыйпотенциальный электрод, а со стороныих внешних поверхностей - пара дополнительных потенциальных электродов 8,Измерительные и потенциальные электроды образуют емкостный измерительныймост. При перемещении потенциальныхэлектродов 4, 8 происходит разбалансировка моста и на выходе измерительного блока 7 фиксируется напряжение,пропорциональное величине перемещения, Силы электрохимического взаимодействия измерительных и потенциальных электродов взаимно компенсируютсявследствие симметрии их расположения.Благодаря этому практически устраняется обратное воздействие на объектконтроля и повышается точность измерений, 2 ил,132384 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещение малоинерционных объектов в гравиметрии и экспериментальной Физике.Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля за счет компенсации сил электромеханического взаимодействия Ю потенциальных и измерительных электродов емкостного преобразователя.На фиг. 1 изображена конструкция емкостного преобразователя линейных перемещений; на Фиг. 2 - электрическая схема включения его электродов.Емкостный преобразователь линейных перемещений содержит неподвижное изоляционное основание 1, на котором закреплены два плоскопараллельных измерительных электрода 2, Электроды 2 разделены воздушным зазором 3, в котором размещен подвижной потенциальный электрод 4. ля связи электрода 4 с объектом контроля (не покаг 5 зан) предназначена установленная с возможностью перемещения в направлении Х изоляционная подложка 5. Па раллельно измерительным электродам 2 поцключена катушка 6 индуктивности и измерительный блок . Со стороны внешних поверхностей измерительных электродов 2 на одинаковом расстоянии от потенциального электрода 4 закреплена пара дополнительных потен циальных электродов 8, электрически соединенных между собой и установленных параллельно измерительным электродам. Между ними и первым потенциальным электродом включен источ ник 9 питания переменного тока высокой частоты. Электрические емкости межэлектродных зазоров образуют показанный на 45 фиг. 2 емкостной измерительный мост.Конденсаторы в его плечах о - Ь и Ъ- с образованы дополнительными потенциальными электродами 8 и обращенными к ним измерительными электродами 2, 5 р а конденсаторы в плечах с-д и а -д образованы первым потенциальнымэлектродом 4 и поверхностями обращенных к нему измерительных электродов 2. Частота напряжения источника 9 питания выбрана равной резонансной частотр кслебатФльного контура, образованного эквивалентной емкостью измерительной диагонали ц -с моста и катуш 8 2кой 6 индуктивности, что повышает чувствительность преобразователя.Емкостный преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.В исходном положении межэлектродные зазоры преобразователя равны между собой. Соответственно равны между собой емкости конденсаторов во всех плечах моста, вследствие чего напряжение на его измерительной диагонали равно нулю. При перемещении подложки 5 в направлении Х величины зазоров между электродами 2 и 8 (обкладками) конденсаторов смежных плеч ц -Ь, Ь - с, и д -с изменяются в противоположных направлениях. В результате происходит разбаланс моста и на выходе измерительного блокапоявляется напряжение, пропорциональное величине контролируемого перемещения. Вследствие симметричности сил электромеханического воздействия между включенными по мостовой схеме электродами 2, 4 и 8 емкостного преобразователя, результирующая (средняя на период напряжения питания) сила электромеханического взаимодействия между подвижными (потенциальными) электродами 4 и 8 и неподвижными (измерительными) электродами 2 равна нулю во всем диапазоне перемещения, Благодаря этому устраняется обратное силовое воздействие преобразователя на объект контроля и повьппается точность измерения. Формула из обретения Емкостный преобразователь линейных перемещений, содержащий два закрепленных на изоляционном основании плоскопараллельных измерительных электрода, размещенный в зазоре между ними на изоляционной подложке, установленной с возможностью перемещения, потенциальный электрод, подключенный к измерительным электродам измерительный блок и источник питания переменного тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения точности путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля, он снабжен парой дополнительных электрически и механически соединенных между собой потенциальных электродов, установленных параллельно измерительным электродам, и подключенной параллельно измерительным электродам катушкой индуктив3 1323848 4 ности, выбираемой из условия равенст- и частоты источника питания, который ва резонансной частоты колебательно- подключен между первым потенциальным го контура, образованного ею и экви- и парой дополнительных потенциальных валентной емкостью преобразователя, электродов.Составитель И,Кислицин Редактор А.Ревин Техред Л.Олийнык КоРРектоР Л.Патай Заказ 2953/43 Тираж 677 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4