Емкостный дифференциальный датчик линейных перемещений

ОПЕ ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства1304731/18-24) Кл. С 01 д 5(2 Заявлено 141969с присоедццеццсм вкиПриоритетОпубликован Комитет по делам зобретений и открытий(088.8) 1,1 2. В 1 оллетецьри Совете Министров СССР1 ваци описан 1:1 О.1.1972 Дата опубли Автор зобретения И, В. Кули аявител МКОСТНЪЙ ДИффЕРЕНЦИАЛЬНЪЙ ДАТ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение служит для измерений с помощью электричества неэлектрическивеличин и может применяться в приборостроении и машиностроении, в устройствас дистанционным измерением линейных перемещений вы сокой (до 1 тгк,тг и выше) точности, например при регистрации ползучести образца, прогиба ц гистерезиса упруг 1 х конструкций, хода детали на станке в системах с отработкой цли в разомкнутых микрометрических измеритель цых системах.Известен ряд конструкций емкостных дифференциальных датчиков с переменным зазором для измерений линейных перемещений высокой точности. Площадь конденсаторных 15 пластин, которая определяет величину емкости датчиков, ограничена габаритами последних. Однако в этих датчиках размещено ограниченное число пар конденсаторных пластин. В результате ограничено значение коэффици ента удельной емкости датчика (значение вслпчнны емкости датчика ца единицу его внутреннего объема) ц коэффициента крутизны характеристики датчика (значение приращения емкости на величину линейцого церемещс ния), а его смкостцое сопротивление достигает десятков ц дажс сотен г 11 о,г, что уудшает режим работы электроизмерительной схемы, в которой работает датчик. Поэтому в датчиках др гой коцстр кцци стремятся ваксимально 30 заполнить полезный объев конденсаторныхц 1 ласццзц так, чтооы пластины ротора датчгка расцолагалцсь между пластцнамц статора по всему ооъсму. Однако конденсаторные пластины разныполярностей статора взаимодействуют друг с другом и образуют большую взггцхцуо паразцтцую емкость, что создает шуцтцровку дифференциальной схемы и уудшаст режим работы электрической измерительной системы прибора. Цель изобретения - улучшение коэффициента удельной емкости и коэффициента крутизны арактерцстикц датчика, а также устранение па 31 зцтцой езкостной сВязи между пластццамц статора разной полярности.Поставленная цель достигается путем максимального заполнения полезного объема дати а конденсаторныхц пластинами, При этом пластины ротора датчика располагаются по ВСЕМУ ООЪЕЮ В ЗВЗОРаМЕЖДУ ПЛаСПШВМЦ оратора одцаково 1 полярности, а пластины сгатора разной полярности помещаются В различныполовицакорпуса датчика. Принципиальное зцачсцце имеет соотношение емкостей между 11.1 аст 10)ой ротора и дВухя соседнихц пл;1 стгш 11 М 1 От 111 ора. Р 11 зццца в величинаемкости между этими пластинами должна оыть достатошо ощутимой ца порядок и выше)Нй черте;1 е показа датчик В двух проекциях.Ь, корпусу 1 дйтчикй креп 5)тся цй изоляторахх соединенные вместе конденсатор цые п 1 ястииы статоров 1)азцой полярцости 2 и 3, Ме)к ду пластшдми 2 в нижцей половице дятчикя помеЦаются гластинь 1 ротора 4, которые сдвинуты ближе к пластинам стдтора, рдсположедшым от них слева. Между иласп цми,3 в верхцей половине датчика по)мещак)тся плд стицы зоторй 4, которые сдвиц,тьиластицдм статорд, расположсцц,л 01 них справа. Вцутрсцияя;олость датчика р(лдсгсцй пй две си.(срииье ;сти пгОски( кори(- сом ротора 4. В меньших рябоих) зазор;х 15 между пластинами 2 и Л и пластиными ротор 4 находятся прокладки 6 Гл твердого диэл;крика. Готор 4 имеет в правой и левой чдсги цд плоском корпусе в плоскости симстрии идправляющипазы для теитруОпих шарик(пь 20 Тыкис жс пазы треугольного ссчеция имеюя и цд продольных опорцых плдстицдх 6, 1 ля стиц 1 6 лякзсплсцы Рп(три кори(с( дыИк, цд изоляГОрдх. Движсни(. ня роОр 4 пере 1,; ется штоком 7, соединсш 1 ым с ротором 4 и,о ляциоццым стер;кием 3. Для у;оосгвы сборки лдт 1 И 1 я рьцпе(з 9 и торцов(зя (тсцкд 10, ч(р(.:которуо проходит измеригльцый шток У, 1,( полцецы съемными.Датчик работает следующим образом. 30 Из.еряе(Ое переъецсцис РолдейстРуст и д ротор 4 через измерительный штг)к . 1 Г(дсз и цы ротора 4 перемещаются в ллоргх м(ж в пласпшами стдторя, я От коро(кого лямык;(- ция их предохраняют прокл;,ки 6), 1,0 р 35 являОт 5 Изол 5 торами и ОГ(ииитсл 5(.и х(1- ды. Д 13 ижспис ротор( 4 и ГО Иитровцы в плоскости спы:(стрип дд 1 пи( Осу 1 цеГляет(51 1 шдриках качецпя, которые рдсполо)кспь в трсольцьх пйзйх ко;);п)сд роторы и:родолпиГ( 40 опориых плдстин 6. Г 1 ри движении ротора влево или впрдР)ю в цижцсй половице дягчикя рд.0чис лйлоры успиц;От(.я или у;(ли(пвя(- (.51, 1 ОГд;1 В ци)кц 11 половице;111Ик рОчи( лд 301)ы уменьп 210 т 51, В 1 рхиЙ ио(;Иц((- 45 чиКя оци Хвслиип:,(ются, и ио(и. 11 ри этом в ди(1)ереццьл,по Измерит(лПй Ох.мс прибора Воэци 1 1 ст с 1( ил р; О,(л;(ис; с.1- колей двух плечей ддтчик+О Сигп;(л и- ступает на отработку следующей и лери(ель ной системы илп цд вторичный измерцтельцый 1 рибор.Как пзвестцо, кривая, характеризующая илмецецие емкосп между двумя конденсаторными пластшами, сближающимися друг с другом, ихест вид равцобочцой ГГперболь. Выбор величины мсцьш(.го рабочего) зазора мж;у;лыстшями роторы и пластицами стя;орд цыдо дслдгь т;к, чтобы зцачецие обрд. ЛО(ИИО ИМИ (МКОСТИ ЦЯХОДИ;1 ИСЬ НД ВОСХОД 51- щсй гиперболы, д больше(0 - ца цисходящей.1,(личшя рдбоч(го зазоры сокрящастся до це(бходимого д,я дднцого рдбоч(го диапдзонд п(рсмси,сци минимумы, тдк кык наличие про- КЛ Я Д О и3 Д П ЭЛ С К Т Р И и Д П Сщ О 12 С Т 0 ГЫ С Ц О С 1) пробоя рябоего здлор. Поскольку толщины ;рок,1 ядОк 6 вхо;ит Б вс.ичии; рдбОИСГО зйлора, надо дслдть их как можно тоцьше, на- П ы ИС р П З т ц К И Х П;1 К Г С С ц ц Ь Х П Л а С Т И и 0 К С Л Ю;(ы. 1 ри э;ом обпая с.,косп, ддтчикд увелиишс 5 и и рдз, т:к кдк диэлектрическая :1 роиипя(.лОс Г 1 вр ОГО:1 иэлектрикя В и раз больш:, .и иво.л;х,(.Прсз мет изог(рстспия1., костиы( Лиф(1)срсцциальый лат(Ик ли. цсйцых псремещеций, содержащий корпус и стдтор, между пласпшами одинаковой полярпости когорого перпендикулярно к направлеиио перс:(ис(Ия рдсположецы пластины ро(оря, ог 11 ио(111 сл тем, что, с целью повыи( ция р(, тилп, Выхо:цой .л 1 рдктеристики э ( Пкд и (О удс.( ПОЙ емк(с Ги и уст)дн(ция пдр,и (ой (.мко(тцой вяли между двумя чд- С)ИМ; Стялр, раЗНОй ПОЛярцоетп, Э(И ЧаСтц .;1 цги. в рдличпых,ОЛОВиця.(, корпуса 3;(ИК), И ,:(5(Д ПИ)И В 11 ЛОСКОСТИ Сц:СТРИП р(с:Оло)ксп 1)00 з, , сз дповлсин 1 й ня цариках 1, нд р;(лги(ицГх пяздх о:орпых пластиц кор,( д 1 И.,. и и; ых роторы, д величии д за,(1 ОВ з 1(,(. ,.1.10, иими рГ(эр( и дв(.я со (пи. и ил;(" (Из:и с дгр, различий, В мень: (0( ( и( .1: ,г д х(крс.ли, и; П 1;.( и( 1, "(ьЧ( (1 к.1 д и и;,и )л(:к - т)1:1, ии( ( , (Гз (к(:;((Ик; ры,;(,(, (, .(кзк(иы с (ипой сОрйнь 1 ОТ 1 ЛД1 РО ГОРЯ .О ХД( (ГО ВИ(ЕНИ 51, Я В ЛРУГО( 1 ОЛ(ОВИ.Е -- С,1 РОП 1 ВОИО,(ОЖПОй,329385 Составитедп Ю. Филимонов едаит ор В. Левитов Текред Л. Богданова Корректор Е, Усоипография, пр, Сапуиов каз 857/2 Изд. М 227 Ти ра ж НЯПП Комитета по делам изоГретеиий и отипегий ири СоиПЪсииа, Ж-В 5, Раушспип ии 6., д. 45 ПодшгсиогМинистров СССР