Емкостной преобразователь линейного перемещения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ А Т 83 РЕСПУБЛИК 0 1)5 6 01 В ЕТ КОМУ С 8 ИДЕ СТВУ 8 ль дл ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательскийпроектно-конструкторский и технологический институт взрывоЪащищенного и рудничного электрооборудования(56) Авторское свидетельство СССРМ 1298520, кл. 6 01 В 7/08, 1985.Авторское свидетельство СССРМ 727981, кл, 6 01 В 7/08, 1978.Патент Великобритании (ч. 1312241,кл, 6 01 В 7/08, 1973,Изобретение относится к измерите ной технике и может быть использовано я измерения перемещений.Известно устроиство (1), предназначенное для контроля размеров, содержащее потенциальный и секционированный измерительные электроды, компаратор тока в виде трансформатора тока, распределенный трансформатор, детектор, усилитель, показывающий прибор, контролируемый объект перемещаются в зазоре между электродами и изменяю г в зависимости от своих размеров величину высокочастотного тока,Основным недостатком устройства является ограниченность диапазона измеряемых величин, определяемого величиной зазора между электродами,Известно устройство для измерения линейных размеров (2). содержащее генератор, дифференциальный емкостный датчик,(54) ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение надежности емкостного преобразователя линейного перемещения за счет исключения скользящего контакта, Емкостиой преобразователь содержит два неподвижных электрода, имеющих форму прямоугольной трапеции, и подвижный электрод, выполненный в виде проводящей прямоугольной пластины, которая заземлена. Неподвижные электроды подключены к 1.С-автогенератору, частота на. выходе которого пропорциональна перемещению подвижного электрода, 1 ил. два последовательных резонансных контура и усилитель, входная емкость которого образует с первыми двумя контурами резонансный контур, Контролируемый объект помещается в зазоре емкостного датчика и в зависимости от его размеров, изменяет резонансную частоту контура. Основными недостатками устройства являются ограниченность диапазона измерений, обусловленная конечной величиной зазора емкостного датчика, и сложность резонансной системы, состоящей из трех взаимосвязанных резонансных контуров.Наиболее близким по технической ."ущности к предлагаемому является устройство (3), состоящее из неподвижных электрэдов в виде идентичных прямоугольных трапеций, подключенного к ним возбудителя и установленного неподэижным электродам с возможностью линейного перемещенияпрямоугольного электрода, При перемещении подвижного электрода происходит изменение электрической емкости по дифференциальному закону, в результате чего напряжение между подвижным и не подвижным электродами оказывается пропорциональным перемещению. Выходной сигнал снимается с подвижного электрода с помощью скользящего контакта, что снижает надежность измерений 10Цель изобретения - повышение надежности измерений, указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем расположенные в одной плоскости неподвижные электроды, выполненные в виде 15 идентичных прямоугольных трапеций, подключенный к ним возбудитель и установлен-. ный параллельно неподвижным электродам с возможностью линейного перемещения относительно них с постоянным зазором 20 прямоугольный электрод, перекрывающий неподвижные электроды в поперечном направлении, неподвижные электроды обращены один к другому боковыми"сторонами, образующими прямой угол, прямоугольный 25 электрод выполнен длиной, равной высоте трапецеидальных электродов, и заземлен, а возбудитель выполнен в виде автогенератора с ЕС-колебательным контуром, в который включены неподвижные электроды. 30На чертеже изображен емкостной преобразователь перемещения. Преобразователь состоит йз двух неподвижных электродов 1, выполненных в аиде иден-. тичных прямоугольных трапеций, подкаю ценного к неподвижным электродам возбудителя 2 и подвижного прямоугольно- . го электрода 3, который перемещается относительно неподвижных электродов с постоянным зазором, 40Работает устройство по принципу .С- генератора с самовозбуждением, к катушке индуктивности которого подключены неподвижные электроды 1, выполняющие45 роль пластин конденсатора переменной емкости,Неподвижные электроды имеют функционально зависимую форму в виде прямоугольных трапеций. При взаимном перекрытии неподвижных электродов подвижным прямоугольным электродом обеспечивается линейная зависимость перйода колебаний генератора от величины перемещения. В исходном состоянии, при отсутствии перекрытия пластин, генератор возбуждается на частоте, определяемой величинами . и С колебательного контура. Период этих колебаний принимается за нулевую точку отсчета леремещения, При перемещении подвижной пластины длительность йериода колебаний возрастает пропорционально смещению и достигает максимальной величины при полном перекрытии пластин, т.е. достигается конечная точка отсчета перемещения.Формула изобретения Емкостной преобразователь линейного перемещения, содержащий расположенные в одной плоскости неподвижные электроды, выполненные в виде идентичных. прямоугольных трапеций, йодключенный к ним возбудитель и установленный параллельно неподвижным электродам с возможностью линейного. перемещения относительно них с постоянным зазором прямоугольный электрод, перекрывающий неподвижные электроды в поперечном направлении, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения скользящего контакта, неподвижные электроды обращены один к другому одноименными боковыми сторонами, образующими прямой угол, прямоугольный электрод выполнен длиной, равной высоте трапецеидальных электродов, и заземлен, а возбудитель выполнен в виде автогенератора с .С-колебательным контуром, в который включены неподвижные электроды.каз 4505 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10