Емкостный преобразователь деформации

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ОЗЛЬСЗВУ Сфез Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2101,80, (21) 2873272/18-10 ) М. КЛ с присоединением заявим Йо(23) Прморитет 6 01 (. 1/14 Государственный комитет СССРио дмам имбретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Сибирский государственный научно-исследователвекий институт метрологии(54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕФОРМАЦИИ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано преимущественно в устройствах . для измерения массы и силы. %Известны емкостные преобразователи, применяемые для измерения силы или массы, представляющие собой плоские или коаксиальные конденсаторы 1) .Наиболее близким к предлагаемому является преобразовательсодержащий металлический воспринимающий элемент, удерживаемый изоляционными держате" лями, что обеспечивает создание электрической емкости между верхней инижней поверхностями упругого элемента 21.Однако в этих устройствах измерение осуществляется лишь вдоль линии, соответствующей линии крепления элект. родов емкостного преобразователя к внутренней поверхности отверстия, кроме того, сами электроды, их изоляторы и крепления к упругому элементу подвергаются действию механических напряжений, что является ис 2 точником невоспроизводимости измерений, и значительно усложняет технологию изготовления.Цель изобретения - расширение области применения. Поставленная цель достигается тем,что в отверстие упругого элемента введен с зазором цилиндрический стержень, на поверхности которого выполнена двухзаходная винтовая резьба, а электроды выполнены в виде двух спиралей, размещенных в канавках резьбы, при этом внешний диаметр спиралей ие превьааает наружного диаметра резьбы.Кроме того, с целью обеспечения измерения деформации преимущественно в заданной области отверстия, между стержнем и чувствительным элементом размещен токопроводящий экран, гальваиически связанный со стержнем.Иа фиг. 1 изображен емкостный преобразователь деформации на фиг, 2 - зависимость емкости преобразователя от диаметра отверстия, на фиг. 3 и 4 - модификации преобразователя.Емкоатный преобразователь деформации состоит из цилиндрического металлического стержня 1, помещенного в отверстие в теле упругого элемента 2, Иа поверхности стержня выполнена двухэаходная резьба прямоугольного или иного профиля, в пазы которой, предварительно покрытые изоляционным слоем 3, укладываются элехтроды 4, круглого или иного сечения,таким образом, чтобы внешний диаметрнамотки был равен или незначительноотличался от внешнего диаметра стержНЯВыполненные на стержне намотки образуют электроды емкостного преобразователя, гребни резьбовой нарезки -разделительный экран между ними, авнутренняя поверхность отверстия -подвижный экран преобразователя, изменение формы которого приводит к 10изменению емкости преобразователя.Зависимость емкости преобразователя С от диаметра отверстия О показывает, что в окрестности точки, соответствующей ОЗ, кРиваЯ имеет линейную зависимость между С и О, чтоопределяет начальное расстояние между внешним диаметром намотки и диаметром отверстияЭкспериментальноустановлено, что это.расстояние для 2 Оотверстия 10-20 мм составляет 0,30,5 мм. Изменение этого расстоянияв любой точке поверхности отверстияприводит к изменению емкости, чтосущественно отличает эту конструкциюот известной,.где изменение емкостивозникает только при деформации налинии крепления электродов.Под воздействием приложенной нагрузки происходит деформация упругого элементаустройства, вызывающая ЗОуменьшение рабочего зазора междустенкой отверстия упругого элементаи стержнем емкостного преобразователя деформаций, помещенным в нем.Уменьшение рабочего зазора приводит к наложению дополнительнойэкранировки на межэлектронное пространство преобразователя, а следовательно, и к снижению его емкости,регистрируемой вторичной аппаратурой. 40Практическое применение предлагаемого устройства предполагает рядего модификаций. Так, для обеспеченияизмерения деформаций в заданном участке поверхности отверстия поверхность 4электродов, за исключением их поверхности, противолежащей заданномуучастку, может быть экранирована путем нанесения на предварительно покрытые изоляционным слоем электродытокопроводящего экрана 5, гальвани- зчески связанного со стержнем.В преобразователе (фиг. 3) с двумя экранированными секторами поверхности намотки обеспечивается проведение измерений преимущественно вдоль ээили поперек действующей на упругийэлемент силы,Для достижения начального балансамоста и обеспечения термокомпенсирующего применяется преобразователь(на фиг. 4), в котором два аналогичных преобразователя расположены наобщем стержне, а закрывающие частьсектора поверхности намотки токопроводящие экраны одинаковые, но расположены под углом 900 друг к другу,что обеспечивает измерения вдоль ипоперек действующей силы, т.е. деформации разного знака.Включение таких преобразователейв противоположные плечи моста с индуктивно связанными плечами обеспечивает начальный баланс и компенсацию температурных воздействий при условии полной идентичности исполненияобоих преобразователей.Изобретение дает принципиально новую возможность измерения интегрального значения деформаций по всей поверхности отверстия и обеспечиваетвысокую воспроизводимость результатаизмерения,формула изобретения1, Емкостный преобразователь деформации, содержащий упругий элементи два изолированных электрода, помещенных в отверстие упругого элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения области применения, в отверстие упругого элемента введен с зазором цилиндрический стержень, на поверхности которого выполнена двухэаходная винтоваярезьба, а электроды выполнены в видедвух спиралей, размещенных в канавках резьбы, при этом внешний диаметрспиралей не превышает наружного диаметра резьбы.2. Преобразователь по п. 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения измерения деформации преимущественно в заданной области отверстия, между стержнем ичувствительным элементом размещентокопроводящий экран, гальваническисвязанный со стержнем.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вауманн 3. Иэмерение сил электрическими методами. М., фМир 1, 1978,с. 222.2, Заявка Японии В 51-31507,кл. 6 011/14, 09.09.76 (прототип).851129 СоставителЬ Н. ВовчуТехред С. Мигунова Подписнотвенного комитета СССРретений и открытий/5 тентф Уагород, ул. Проектная, 4 илнал П едактор В. Петракаэ 6316/55 Тираз 907 ВНИИПИ Госуда по делам из 3035, Москва, рректор М. Шароши