Датчик перемещений

ОП ИСАЙИ ЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111934225Опубликовано 07.06.82. Бюллетень21Дата опубликования описания 07.06.82 ло делам нзвбретеннй н аткрмтий%.Горьковский институт инженеров водного транспортЪ(54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИИИзобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к датчикам перемещений.Известен датчик, перемещений, содержащий чувствительный элемент Холла, распо ложенный на подвижном штоке между полюсными наконечниками постоянных магнитов 11.Недостаток известного устройства .состоит в невозможности получения ступенчатой характеристики преобразования с переменной крутизной и в невозможности работы в большом диапазоне измерения перемещений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик пе ремещений, содержащий якорь, выполненный из пластины электрета с проводящими полюсны ми пластинами, между которыми расположены чувствительные элементы, выполненные из сегнетопленки, на нижней стороне которой размещены пластины измерительных электродов 12.Недостаток этого устройства.,состоит в недостаточно высокой точности преобразования и в сравнительно невысокой надежнос 2ти работы в системах автоматического управления.Цель изобретения - повышение точности и надежности датчика перемещений.Поставленная цель достигается тем, чтов датчике перемещений на верхней поверхности сегнетопленки чувствительных элементов размещены проводящие пластины перпендикулярно пластинам измерительных электродов.На фиг. 1 показан чувствительный элемент с четным числом пластин на верхней поверхности сегнетопленки, общий вид; на фиг. 2 - элемент с нечетным числом прово.дящих пластин, вид спереди; на фиг. 3 - то же, вид слева;, на фиг. 4 - статическая характеристика элемента на фиг. 1; на фиг. 5 характеристика элемента на фиг, 2 и 3.Датчик перемещений содержит якорь, выполненный из пластины электрета 1 с проводящими полюсными пластинами 2 и 3, и чувствительные элементы, состоящие из сегнетопленки 4, с одной стороны которой прикреплены измерительные электроды 5 в аиде тонких проводящих прямоугольных пластин, а с другой прикреплены две (фиг. 1) или более, например три (фиг. 2 и 3), такиене воспринимающие поле пластины, но так, что границы обеих пар пластин перпендикулярны между собой.Второй блок элемента с сегнетопленкой и измерительными пластинами аналогичен5 первому.Якорь (фиг. 1) показан в крайнем правом положении, он может вращаться вокруг некоторой оси или перемещаться прямолинейно, электризуя то один, то другой чувствительный элемент (на фиг. 1 показано стрелО кой).Датчик перемещений работает следующим образом.Якорь, перемещаясь вдоль чувствительных элементов, .поочередно электризует сег 15 нетопленому 4.При наибольшем смещении якоря от нейтрали (фиг. 1) его поле максимально электризует сегнетопленку 4, ее диэлектрическая проницаемость, а значит и переменный ток через электроды 5, уменьшаются. 20 Емкостной ток, проходя между электродами 5 того чувствительного элемента, который находится между полюсными пластинами 2 и 3 якоря, протекает через воспринимающие пласины 6, дважды проходя че 25 рез сегнетопленку 4. При .этом ток через электроды 5 другого чувствительного элемента, не находящегося в зоне якоря максимальный, поскольку этот чувствительный элемент не наэлектризован и проницаемость его сегнетопленки максимальна. Разница зо этих токов по любой из мостовых или дифференциальных схем преобразуется в выходной сигнал (фиг, 4).Аналогично работают и элементы с нечетным числом пластин (фиг. 2 и 3), но, поскольку в каждом чувствительном элемен- З 5 те добавлено по одной пластине, то на вы-. ходной характеристике имеется дополнительная ступенька (фиг. 5).Отличительной особенностью устройства . является зависимость вида выходной статической характеристики (фиг. 4 и 5) от числа проводящих пластин 6. При четном числе пластин 6 в чувствительном элементе (фиг. 1) участок с наибольшей крутизной проходит через ноль (фиг. 4), а при нечетном. числе проводящих пластин 6, расположенных на верхней поверхности сегнетопленки 4 (фиг. 2 и 3), через ноль проходит участок с наименьшей крутизной характеристики (фиг. 5), Ноль, как обычно, соответствует центральному (геометрически) положению якоря на нейтрали.Формула изобретенияДатчик перемещений, содержащим якорь, выполненный из пластины электрета с проводящими полюсными пластинами, между которыми расположены чувствительные элементы, выполненные из сегнетопленки, на нижней стороне которой размещены пластины измерительных электродов, отличаюиийся тем, что, с целью повышения точности и надежности датчика, на верхней стороне сегнетопленки чувствительных элементов размещены проводящие пластины перпендикулярно пластинам измерительных электродов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Котенко Г. И. и др. Гальваномагнитный микрометр. - Приборыи системы управления, 1967,7, с. 52.2. Авторское свидетельство СССР332325, кл. б 01 Р 5/20, 1970 (прототип),934225 1 Я Фиг. Г 1,7Фиг, Г Фиг. Составитель И. НазарТехред А. БойкасТираж 673ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от13036, Москва, Ж - 35, Раушскаяилиал ПГ 1 П сПатент, г. Ужгород, у Пономаренк едактор Т. Кугрышева аказ 3910/33 инаКорректор У Подписное ета СССР крытийна 6., д. 4/5 л. Проектная