Емкостный датчик угла

Союз Советски иСоциалистическиреспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 836515(23) Приоритет Веуаарстваеа винтит ВОСР аа аеатт изабрвтеиЯ в вткратнЯОпубликовано 07.06.81 Бюллетень М 21Дата опубликования описания 09.0 б.81 72) Авторы изобретения Измайлов, Т. В. Хробостова и Т. рова ордена Ленина и ордена Октябрь институт имени Серго Орджоник сковск иацион) Заявите 4) ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК У наличия мехной пластины ического контакта с остальной часть виж ус ройс тв ют 3 ной точ ма устройст ская эквива На фиг. ; на фиг показана сх2 - электрича.неподвижныеопарно к двум лентная сх ластины 1-4 йства явл ений из-з подключены ентичнь Изобретение относится к .емкостным измерителям положений и перемещений и может быть использовано в прецизионных навигационных и гироскопических системахИзвестно устройство для измерения перемещений, содержащее входной тран форматор питания, подключенные к его вторичной обмотке со срезной точкой две неподвижные пластины, между которыми размещена подвижная пластина 1 Недостатками этого устройства явля ся низкие чувствительность и точсть измерений перемещений.Известно также устройство для и мерения углов и перемещений, содержащее входной трансформатор питания, подключенные к его вторичной обмотке со средней точкой две неподвижные пластины, между которыми размещена подвижная пластина 21.Недостатком этого устро Я ется низкая точность измер а Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены две дополнительные неподвижные пластины, подклю-, ченные ко второй дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора, идентичной первой, а подвижная пластина изолирована и является общей для обеих пар неподвижных пластин, причем неподвижные пластины, расположенные по одну сторону от подвижной, подключены к одноименным концам вторичных обмоток трансформатора, а выходсигнал снимается с их средних3 8365вторичным обмоткам со средними точками трансформатора питания 5, .на первичную обмотку которого подается напряжение питания О-. Подвижная пласИтина 6.размещена между двух пар неподвижных пластин 1 и 2, 3 и 4 без.какого-либо механического крепления.Пластины 1 и 3, находящиеся по однусторону от подвижной пластины 6, подключены к одноименным концам Б вторичных обмоток, пластины 2 и 4 - кконцам А, Пластина б может вращатьсявокруг оси О.Эквивалентная электрическая схема. этого устройства представлена На 15фиг. 2,где Е - ЭДС вторичной обмотки трансформатора питания;Х " реактивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;Х - реактивное сопротивление конденсатора, образованного под"вижной и неподвижной пластинами; 25г - активное сопротивление конденСсатора;г - активное сопротивление вторичЬной обмотки трансформатора.Датчик работает следующим образом.При повороте подвижной пластины относи( отельно оси О -О изменяется отношениезазоров между подвижной и неподвижнойпластинами в каждой паре конденсато,ров 1 и 6, 2 и 6, 3 и 6, 4 и 6. Приэтом нарушается баланс мостовой схемыФиг. 2 и на выходе появляется сигнал,пропорциональный углу поворота подвижьной пластины, Выходное напряжение Одатчика в общем виде определяется вы Оражением,1,+Г +у, - (д +д 4)где О) - угловая частота;- площадь пластины конденсатора;- диэлектрическая проницаемость;аь,д,д - величины зазоров между соответствующими неподвижными и55подвижной пластинами конденсаторов.При угловых смещениях, соответствующих, например, изменению зазоров на15 4величину Ьд, их значения будут изменяться следующим образом: д, = д,+Ад; 12 = со А 1 где до - величина зазора в нулевом1,несмещенном) положении подвижной пластины.В этом случае выражение (1) примет вид-Е 1 где Х - реактивное сопротивлениеемкостного датчика угла внесмещенном положении,т.е, выходной сигнал датчика линейнозависит от угла поворота подвижнойпластины,При нерабочих смещениях подвижнойпластины, например вдоль оси ОХ(фиг, 1), зазоры датчика изменяютсяследующим образом;3 10+ ф 14 =, о 0 ЬС 1 1 = ооф 11с 1 а= с 10 -М тогда выходное напряжение, как следует из выражения (1), равно О. Таким бразом, устройство чувствительно олько к угловым перемещениям. Конструкция емкостного датчика угла проста, обладает высокой чувствительностью к угловым перемещениям за счет исключения чувствительности к линейным перемещениям, надежна в эксплуатации. Формула изобретения Емкостной датчик угла, содержащий входной трансформатор питания, две неподвижные пластины, подключенные к его вторичной обмотке со средней точкой, между которыми размещена подвижная пластина, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены две дополнительные неподвижные пластины, подключенные ко второй дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора, идентичной первой, подвижная пластина изолирована и является общей для обеих пар неподвижных пластин, причем неподвижные пластины, расположенные по одну сторону от подвижной пластины, подключены к одноименным концам вторичных обмоток трансформатора, а вы4 ьа Р Составитель В. Страхованова ТехредЗ,Фанта Корректор Н. Бабине Редактор О акаэ 3099ВН ПодписР 3 5 836515ходной сигнал снимается с их средних Патент точек. кл. 340-200,Источники информации; 2. Патент принятые во внимание при экспертнэе кл. 340-200,/31ИИПИ Госудо деламМосква.,Тираж 642 рственного комитета эобретений и открыт ЖРаушская наб. филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проек бСША В 3278 919, опублик, 1966. США Ф 2968031, опублик, 19 б 1.