Устройство для измерения угловых перемещений

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИК 119) (1 5 А 2 01 В 7 30 ТЕНИЯ 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУно ЛОВЫХ мери овь ияния начеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ(46) 28.02.89. Бюл. У 8 (71) Московский институт электр го машиностроения (72) Г.О. Балабанян, Н.И. Даник А.В. Космачев и Е.В. Гриняева (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство ССУ 968599, кл. С 01 В 7/30, 1980 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ У ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к из тельной технике и имеет целью п шение точности измерения угловьремещений за счет ослабления вл паразитных емкостей при малых з ниях рабочей емкости устройства, т.е.в области нуля его выходной частотнойхарактеристики. Это устройство выполнено в виде включенного в задающийконтур автогенератора 5 конденсаторапеременной емкости, изменяющейся вфункции площади перекрытия пластины2 статора пластиной 3 ротора, которая имеет рабочий участок, описываемый заданным математическим выражением для получения прямочастотной зависимости в функции угла поворота вала 4, и корректирующий выступ 7 - ввиде сектора окружности постоянногорадиуса, который обеспечивает компенсацию влияния паразитных емкостей,главным образом в области нуля частотной характеристики устройства.ил.Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для преобразования угловых перемещений в частоту электрического сигнала и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. Р 968599.Цель изобретения - повьппение точности измерения угловых перемещений за счет уменьшения нелинейности выходной частотной характеристики устрой;ства в области ее нуля, благодаря1 ослаблению влияния паразитных емкостей при малых значениях рабочей ем,;кости устройства.На чертеже показана принципиальная схема устройства для измерения угловых перемещений.Это устройство содержит закреплен ,:ную в корпусе 1 хотя бы одну пластину ,2 статора и соосно установленную с ,.:ней на расстоянии Й хотя бы одну пластину 3 ротора, закрепленную на, валу 4, который связывает ее с обьек том контроля (на чертеже не показан), :Пластины 2 и 3 образуют конденсатор переменной емкости, величина которой зависит от их площади 8 перекрытия, т.е. от взаимного углового положения, 30 и включены в задающий контур 1 С-авто- генератора 5, к выходу которого присоединен частотомер 6, Пластина 3 ро-. тора имеет изменяющийся в функции угла Ъ,поворота вала радиус гф)и снабжена корректирующим выступом 7, выполненным в форме сектора окружностипостоянного радиуса К.Величина радиуса К этого секторного выступа определяется следующим математическим выражением: 1 11 Е ма45 где 1 - внутренний постоянный радиусвыреза под вал 4; Й - расстояние (зазор) междупластинами статора и ротора; Е - диэлектрическая проницаемость среды между пластинамистатора и ротора С . - минимальная емкость между Мй 1 пластинами 2-3 статора и ро- тора при нулевом значении угла= 0 поворота вала, когда площадь Б перекрытия этих пластин имеет минималь ное значение 8 , определяемое площадью корректирующего выступа 7;а - максимальный угол поворотавала, соответствующий максимальной площади Б перекрыщахтия пластин 2-3 статора и роротора.Минимальная емкость С .выбирается из условия превьппения паразитных емкостей С, которые зависят от конструкции датчика, т.е. от начального взаимного расположения пластин статора и ротора, величины выреза в плас- тине ротора под вал, на котором она закреплена, собственной емкости элементов крепления, емкости монтажа.схемы 1 С-автогенератора и т.п.Благодаря этому влиянием паразитных емкостей С на выходную частотную характеристику устройства при малых углах 3 поворота можно пренебречь, При работе устройства частота Г на выходе автогенератора 5 зависит лишь от площади З (3) перекрытия пластины 2 статора пластиной 3 ротора на ее рабочем участке, радиус г (Р) которого описывается заданным математическим выражением, определяющим прямо- частотный вид выходной характеристики устройства в диапазоне 0+180Для обеспечения линейности этой характеристики в области нуля величина радиуса К, подсчитанная в соответствии с выражением (1), должна удовлетворять также неравенствуБк (2)Очевидно, что чем больше емкость С , образуемая корректирующим выступом 7 пластины ротора, тем меньшее влияние оказывают паразитные емкости Сп и тем более линейный характер приобретает выходная характеристика уст" ройства. Однако если задать размеры корректирующего выступа 7 таким образом, чтобы С ,С, то резко увеличатся геометрические размеры пластины ротора.На основании экспериментального исследования образца устройства для измерения угловых перемещений установлено, что для практических целей емкость дополнительного сектора подвижной пластины следует выбирать равной (10-14)Е от максимальной емкости датчика. При этом линейность выходной частотной характеристики устройства достигает наибольшего значения, аСоставитель Г. БычковаРедактор М. Андрушенко Техред Л.Сердюкова Корректор О, Кундрик Заказ 660/36 Тираж 683 Подписное ф ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 45Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 з 14620954размеры подвижной пластины ротора с о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сдополнительным корректирующим секто- целью повышения точности измеренияром почти одинаковы с размерами под-. за счет уменьшения нелинейности вывижной пластины известного устройст- ходной частотной характеристики вва, не имеющего такого корректирую-области ее нуля, на пластинах ротора.бщего выступа. выполнены корректирующие выступы в.Ф о р М у л а и з о б р е т е н и я форме сектора окружности постоянногоУстройство для измерения угловых радиуса,перемещений по авт.св. В 968599,