Устройство для измерения угловых перемещений

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 090980 (21) 2980013/25-28с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 23.10. 82. Бюллетень Мо 39Дата опубликования описания 23.10,82 о 1968599 Р 1 М К зС 01 В 7/30 С 01 В 7/08 Государственный комитет С С С Р по дедам изобретений и открытий) Заявител Московский институт электрон ного остр УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ УГЛОВПЕРЕМЕЩЕНИЙ к контроль- и может быть ования угло- электричес 5 тиняетйизобретение относитсяно-измерительной технике,использовано для преобразвых перемещейий в частотукого сигнала.Известны прямоемкостные преобразователи угловых перемещений, ротори статор которых выполнен в видеосесимметричных, одинаковых по Формеи площади пластин полукруглой Формы,благодаря чему емкость преобразователя изменяется линейно от угла поворота ротора 13.Однако включение подобного рода .емкостных преобразователей в зада ющие С-контуры высокочастотных авто- генераторов не позволяет получить прямочастотную выходную характеристк" ку преобразователя вследствие. нелинейной зависимости между его емкостью и частотой Е автогенератора.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения угловых перемтецений, содержащее прямочастотный2 емкостной датчик с соосно установ.ленными пластинами,статора и ротора и автогенератор, в задающий контур которого включен емкостной датчик. Благодаря определенной форме (проФилированию) пластин ротора обеспечивается линейная зависимость выходной частоты устройства от угла поворота ротора (в диапазоне 0-180 )о за счет соответствующего изменения площади взаимного перекрытия пластин статора и ротора емкостного датчика. При этом пластины статора датчика выполнены отличающимися по Форме и размерам от пластин роторй, так что при любом угловом положении пластин ротора радиус статора превышает радиус ротора. Благодаря этому их взаимная площадь, перекрытия определяется формой пластин ротора. Пластины ротора выполнены несимметричными и профилированы по определенному закону в полуплоскости 0-180 о 2.Недостатком устройства является узкий диапазон измерений, равный 0"180 о, в котором имеет место прямо- частотная выходная зависимость от угла поворота ротрра,так как при полном повороте ротора, т,е. при его угловых положениях в диапазонеь180-360 ф эта зависимость становится нелинейной вследствие несимметричного профилирования плас ротора.Целью изобретения явл ся расширение диапазона измерениДля достижения поставленной цели в устройстве для измерения угловых перемещений, содержащем прямочастотный емкостной датчик с соосно установленными пластинами статора и ротора и автогенератор, в задающий кон тур которого включен емкостной датчик, пластины ротора выполнены осесимметричными и имеют форму, определяемую соотношениемО где г Р ( р ) =г(Ь) 20 г( Формула изобретения максмакс Устройство для измерения угловыхперемещений содержащее прямочастотный емкостной датчик с соосно устаноленными пластинами статора и ротораи автогенератор, в задающий контуркоторого включен емкостной датчик, 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, . с целью расширения диапазона измерений, пластины ротора выполненыосесимметричными и имеют форму,определяемуюсоотношениемО к: -мак мин коэффициент перекрытия по частоте,3максимальная ии минимальная частоты автогенератора, соответствен"но 4 макси гмин а пластины статора выполи ы идентичными пластинам ротораНа фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - вы-. ходная характеристика устройства. 45Устройство для измерения угловых перемещений содержит соосно.установленные в корпусе 1 пластины 2 статора и пластины 3 ротора (на фиг. 1 показано по одной пластине), размещенные на расстоянии д одна от другой, Пластины 2 и 3 статора и ротора включены в задающий контур 4, например С-контур, автогенератор 5, к выходу которого подключен частото" мер б.55Устройство работает следующим образом.В исходном (нулевом) положении устройства, когда пластины 2 и 3 статора и ротора не перекрывают одна 60 другую (угол (= 0), емкость датчика минимальная, вследствие чегО частота на выходе автогенератора 5 максимальная и равна 1 м кс. При повороте ротора емкостного датчика, связываемого 5 ен гк ЦЦ: ф) = - - отн г 8-"текущее"значение радиуса пластины, . см;максимальный относительный радиус пластины по ееоси симметрии; в процессе измерения с контролируемым объектом по часовой стрелке или против нее, увеличивается площадь перекрытия пластин 2 и 3, емкость датчика увеличивается, а частота на выходе автогенератора 5 уменьшается вплоть до Гщ при угле р поворота ротора, равном 180 а . Линия, соответствующая углу ( = 90 ф,является осью симметрии пластин 3 ротора. При дальнейшем повороте ротора площадь перекрытия пластин 2 и 3 статора и ротора вновь уменьшается,а частота на выходе автоге" нератора 5 линейно увеличиваетсягмаксТаким образом обеспечивается получение "зеркально" отраженных прямо-, частотных выходных зависимостей устройств от угловых перемещений ротора емкостного датчика в диапазонах. 0 1800 и 180-Зб 00 в виде треугольной периодически повторяющейся зависимости при любом направлении вращения ,ротора,что расширяет диапазон измерений угловых перемещений контролируемого объекта. ущее значение радиуса пластины;угол поворота ротора, град;внутренний постоянный радиус вырезав пластинах,см ,текущее"значениерадиуса пластины;,см;максимальный относительный радиус пластины по ее оси симметрии;коэффициент,перекрытия по частотемаксимальная и минимальная частоты автонератора, соответвснно,"Патент", г.Ужгоро Проектная фил а пластины статора выполнены идентичными чластинам ротора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Азарх С.Х. Конденсаторы переменной емкости, М,-Л.,"Энергия",1965,с. 11-12.2. Тараканов В.Н. Методика расчетапрямочастотного конденсатора. Сер.