Емкостный преобразователь перемещений

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЛИК/00 Я)5 О ДЕТЕПЬСТВУ ОР сширение диапа ОСУДАРСТВЕЯЮЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(56) 1, Авторское свидетельство СССР М 636468, кл. 6 01 В 7/00, 1975.2, Авторское свидетельство СССР М 1252653, кл. 6 01 В 7/00, 1985.(54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится кизмерительной технике. Цмьизобретения-расширение диапазона измерения емкостного преобразователя перемещений, содержащего потенциальный,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений и расстояний.Цель изобретения - разона измерения.На фиг. 1 изображен продольный разрез емкостного преобразователя перемещения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.3- вид Б-Б на фиг,1; на фиг,4 - пластины потенциального и токового электродов; на фиг.5 - экранирующий электрод на основе ленты из диэлектрического материала; на фиг.б - то же в виде металлической ленты.В соответствии с чертежом емкостный преобразователь перемещения содержит потенциальный 1, токовый 2 и секционированный экранирующий 3 электроды (фиг.1), Секции экранирующего электрода электрически соединены между собой и с общей экранирующий и токовый электроды. Экранирующий электрод выполнен в виде металлической или металлизированной диэлектрической ленты с прозрачными для электрического поля окнами, площадь каждого из которых изменяется в направлении продольной оси преобразователя. Потенциальный и токовый электроды выполнены идентично состоящими каждый из двух секций, которые образуют попарно конденсаторы постоянной и переменной емкости, благодаря чему может быть реализован логометрический метод преобразования выходного сигнала преобразователя. 2 з.п.ф-лы, 6 ил. точкой 4. Потенциальный 1 и токовый 2 электроды выполнены одинаково в виде проводящих пластин 5 и 6, расположенных на диэлектрической пластине в одной плоскости с зазором 7 между ними (фиг.З и 4). Эти электроды жестко соединены между собой подобно вертикальной проекции относительно друг друга. Экранирующий 3 электрод выполнен с возможностью перемещения в виде ленты, размеченной на экранирующие секции 8, представляющие собой участки одинаковой конфигурации и одинаковой продольной длины (фиг.З). Каждый участок имеет прозрачное для электрического поля окно 9, площадь которого различна для каждого участка и изменяется от участка к участку пропорционально увеличению длины лентыи, где и - количество, а 1 - длина секций. Пластины потенциального и токового электродов имеютдлину 1 плскратную длине секции(фиг,4).пласт = Гп ,где п 1 = 1, - целое число,Пластины 5 и 6 потенциального 1 электрода электрически соединены между собой и образуют рабочий конденсатор относительно одной пластины 5 токового электрода 2, и образцовый конденсатор относительно другой пластины 6 (фиг.2), Поверхность ленты 3 параллельна поверхности пластин электродов, Окна 9 расположены между пластинами 6 рабочего конденсатора (фиг.2 и 3),Вариантами исполнения экранирующего электрода могут служить два технических решения, Одно (фиг,5) заключается в том, что лента экранирующего электрода выполнена из диэлектрического материала, а экранирующие участки 10 выполнены в виде аппликации из проводящего материала, наложенного на поверхность участков ленты, при этом ширина ленты соизмерима с общей шириной потенциального и токового электродов, Другое (фиг.6) - в том, что лента 3 экранирующего электрода выполнена электропроводящей, а участки 9, прозрачные для электрического поля, выполнены в виде сквозных просечек поверхности ленты, при этом ширина ленты соизмерима с шириной одной пластины потенциального и токового электродов, образующих рабочий конденсатор,Емкостный преобразователь перемещений,работает следующим образом,При движении экранирующего электрода 3 в зазоре между потенциальным 1 и токовыми электродами, на токовых 2 электродах создается напряжение, зависящее от напряжения на потенциальном электроде 1, площади электродов, расстоянии между ними, диэлектрической проницаемости среды и площади окна 9 (для рабочего конденсатора).Так как все перечисленныефакторы влияют одинаковым образом на величины рабочего и образцового конденсаторов, выходное напряжение датчика оказывается зависящим только от площаи окна 8 участка 9, экранирующего электрода 3, который в данный момент находится в зазоре между потенциальным 1 и токовым 2 электродами. Так как ширина окна 8 на экранирующем электроде 3 выбирается шире пластин 5 и 6 потенциального и токового электродов, образующих рабочий конденсатор, сна не влияет на величину полезного сигнала, и сигнал. однозначно определяется лишь длиной окна 8 экранирующего электрода 3, При сов ременной технологической оснастке длина окна на каждой секции 9 электрода 3 может быть выполнена с весьма высокой точностью, что обеспечивает соответственно5высокую точность рассматриваемого емкостного преобразователя перемещений.Для самого распространенного случая, когда требуется линейная зависимость выходного сигнала от перемещения на одном10конце экранирующего электрода длина окна минимальна (может быть равна нулю), надругом конце максимальна (например, занимает всю длину секции) и при перемещении (фиг,5, 6) от одной секции 9 к другой15происходит равномерное увеличение длиныокна (фиг,1, 3; 5, 6), а следовательно, увеличение выходного сигнала.формула изобретения1. Емкостный преобразователь переме 20щений, содержащий неподвижные размещенные в двух параллельных плоскостях ивыполненные идентично потенциальный итоковый электроды, а также установленный в зазоре между ними с возможностью .25плоскопараллельного перемещения в направлении продольной оси преобразователя секционированный экранирующий электрод,секции которого образованы электропроводными участками, электрическими соеди 30ненными между собой, и электрическипрозрачными окнами, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазонаизмерения, окна в секциях экранирующегоэлектрода выполнены со ступенчатыми приращениями их размера в направлении про 35 дольной оси преобразователя, имеющимиодинаковую величину и знак, потенциальный и токовый электроды выполнены каждый из двух секций, которые образуютпопарно конденсаторы постоянной и пере 400 меннои емкости, электрически прозрачныеокна в экранирующем электроде расположены в зазоре конденсатора переменнойемкости, а длина секций токового и потенциального электродов кратна длине одной45 секции экранирующего электрода,2. Преобразователь по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что экранирующий электродвыполнен в виде диэлектрической ленты,имеющей электропроводящее покрытие с50 окнами с нем, а ширина ленты равна суммарной ширине электродов конденсаторовпостоянной и переменной емкости,3. Преобразователь г 1 о п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что экранирующий электродвыполнен в виде электропроводящей пла стины с окнами в виде сквозных отверстийв ней, ширина которой равна ширине электродов конденсатора переменной емкости,1803718 Составитель В. ПавленкоТехред М, Моргентал Корректор И. Ф актор Е. Полионороизводственно-издательский комбинат ".Патент", г. од, ул,Гагарина,аз 1047ВЙИИПИ Тираж арственного комитета и 113035, Москва, ЖПодписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб 4/5