DE1248962B - Kapazitiver Meßumformer - Google Patents
Kapazitiver MeßumformerInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ^StSSSS PATENTAMT
AUSLEGESGHRIFT
Int. CL:
Deutsche Kl.: 42 d -1/12
Nummer: 1248 962
Aktenzeichen: S 82198IX b/42 d
Anmeldetag: 26. Oktober 1962
Auslegetag: 31. August 1967
Die Erfindung betrifft einen kapazitiven Meßumformer, der aus mindestens drei in einer Reihe
angeordneten Elektroden besteht, an die verschiedene Wechselspannungen so angelegt sind, daß entlang
der Elektrodenreihe ein Potentialgefälle entsteht, 5,
mit dem die durch die zu übertragende Stellungsänderung bewegte Abtastelektrode kapazitiv gekoppelt
ist.
Ein solcher Meßumformer hat außergewöhnliche Eigenschaften. Seine Höchstempfindlichkeit ist nämlieh
bedeutend größer, als es für alle normalen Meßzwecke erforderlich ist, und sie ist dabei gleich oder
größer, als die der bedeutend teureren optischen , Systeme. In der Praxis kann mit einem kapazitiven
Meßumformer verhältnismäßig einfacher Konstruktion eine Empfindlichkeit von wenigen tausendstel
. Zentimetern erreicht werden.
Überstreichen jedoch die z. B. in. Senkreehtbewegungsrichtüng
der Abtastelektrode liegenden Kanten der Abtastelektrode entsprechend angeordnete Kanten
der Einzelelektroden der Elektrodenreihe, so treten Unregelmäßigkeiten und Nichtlinearitäten im
Verhältnis zwischen der an der Elektrode induzierten Spannung und deren relativen Stellung auf. Dies ist
besonders dann der Fall, wenn die Abtastelektrode die gleiche Länge wie eine der Einzelelektroden besitzt,
so daß beide Kanten der Äbtastelektrode die
Übergangsstellen zwischen den benachbarten Einzelelektröden
gleichzeitig passieren.
Die vorliegende Erfindung dient der Beseitigung
der zu Unregelmäßigkeiten und Nichtlinearitäten führenden Obergangseffekte. Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß jeweils der Kantenverlauf der
Abtastelektrode und der Einzelelektroden der Elektrodenreihe, der sich jeweils senkrecht zur Bewegungs-
richtung der Abtastelektrode erstreckt, so voneinander abweicht, daß ein gleichzeitiges Überstreichen '
der Kanten der Abtastelektrode über ähnlich geformte
Kanten der Elektrodenreihe auf der ganzen Kantenlähge vermieden wird.
Die Beseitigung der genannten Mängel kann auch erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß die Abtastelektrode aus mehreren starr miteinander verbundenen
Teilelektroden besteht, deren Anordnung zueinander so getroffen ist, daß die senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Abtastelektrode verlaufenden Kanten der Teilelektroden in keiner Stellung der Ab-.
tastelektrode bei allen Teilelektroden gleichzeitig über den entsprechenden Kanten der Einzelelektrode
stehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Aus-Kapazitiver Meßumformer
Anmelder:
Sogenique (Electronics) Limited,
Newport Pagneil,
Buckingshamshire (Großbritannien)
Newport Pagneil,
Buckingshamshire (Großbritannien)
Vertreter:
Dr. -Ing. K. Boehmert
und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,
Bremen, Feldstr. 24
Als Erfinder benannt:
. Caleb Frederick Wolfendale, London
. Caleb Frederick Wolfendale, London
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. Oktober 1961 (38 527)
führungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es ist
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltschema, das die
allgemeine Anordnung eines kapazitiven Meßumformers zeigt,
Fig. 2 bis 11 Darstellungen, die die Anordnung von Einzelelektroden und Abtastelektrode gemäß der
Erfindung zeigen,
Fig. 12 bis 17 Darstellungen, die mögliche Anordnungen
der Einzelelektroden zeigen,
F i g. 18 eine schematische Seitenansicht einer anderen Einzelelektrodenanordnung,
Fig. 19 ein Schema, das ein anderes Prinzip der
Anordnung der Abtastelektrode gegenüber den Einzelelektroden zeigt, und
Fi g. 20 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Drehpotentiometers, bei dem das in der
Fig. 19 dargestellte Prinzip angewendet wird.
Fig. 1 ist ein Beispiel einer einfachen stellungsabhängigen
Meßvorrichtung, die auch zur Regelung verwendet werden kann. Dies ist jedoch nur ein Beispiel
einer geeigneten Anordnung, andere können leicht gefunden werden. Die in F i g. 1 gezeugte Vorrichtung
besteht aus einem kapazitiven Meßumfor-
709 639/237
schematisch in Fig. 1 bei 49 gezeigt ist, während die
Abtastelektrode 42 am Werkzeugschlitten 50 befestigt , oder so angebracht ist, daß sie sich mit diesem
bewegt.
Die Stellung von zwei Teilen 49 und 50 relativ zueinander kann von einem Anzeigeinstrument 51 angezeigt werden, das mit dem Ausgang des Vergleichers
48 verbunden ist. Dies ist ein unkompliziertes und häufig zweckmäßiges Verfahren zur Anzeige der
mer,' der allgemein durch das mit durchbrochenen Linien umrissene Rechteck 40 bezeichnet ist und der
eine Reihe von benachbarten Einzelelektroden 41 aufweist, die durch nicht gezeigte isolierende Zwischenstücke
voneinander getrennt sind. Wie aus F i g. 1 zu sehen, sind die Einzelelektroden in einer geraden
Elektrodenreihe angeordnet. Dies ist aber nicht notwendigerweise der Fall, wie sich nachstehend noch
näher ergeben wird..
Zu der Elektrodenreihe gehört ein Abtastelektro- io Stellung. Es ist jedoch nicht sehr genau, da es von
densystem, das schematisch als eine Abtastelektrode der Konstanz der Ausgangsspannung der Spannungs-42
gezeigt ist. Diese Elektrode ist im Abstand von quelle 44 abhängt; eine weit größere Genauigkeit
den Einzelelektroden 41 angeordnet und gegen diese läßt sich erreichen, wenn man von der Tatsache
isoliert. Das Abtastelektrodensystem 42 kann entlang Gebrauch macht, daß die Schaltung eine Brückender
Elektrodenreihe und relativ zu den Einzelelek- 15 schaltung darstellt, und daß bei jeder Verstellung der
troden41 bewegt werden. Geschieht dies, so entsteht Elektrode 42 so lange eine Nachstellung der Bezugszwischen
dem Abtastelektrödensystem und den in spannung erfolgt, bis die Brücke ausgeglichen wird,
einer Reihe angeordneten Einzelelektroden eine kapa- was von dem Null-Anzeigegerät 51 angezeigt wird,
zitive Kopplung. ' Wenn der kapazitive Meßumformer Teil einer An-
An die Einzelelektrode der Elektrodenreihe sind 20 Ordnung zur Regelung der Stellung eines beweglichen
verschiedene Wechselspannungen in der Art an- Teils bildet, so ist die Anordnung im wesentlichen
gelegt, daß entlang der Elektrodenreihe ein Potential- die gleiche bis auf den Unterschied, daß das Fehlergefälle
entsteht. Die Spannungsversorgung derEirizel- signal am Vergleicherausgang zur direkten oder inelektroden
erfolgt über eine Einrichtung, die zweck- direkten Steuerung der Tätigkeit eines Umkehrmotors
mäßigerweise aus einer angezapften Induktivität 43 25 52 verwendet wird, der dazu dient, das bewegliche
besteht, welche mit einer Wechselspannungsquelle 44 <: Element 50 und somit auch die Abtastelektrode 42
, verbunden ist. Hierdurch können an den Einzelelek- anzutreiben, um die Abweichungen von einem SoIltroden
der Elektrodenreihe zunehmend größer wer- wert auszugleichen. Eine Null-Kompensationsanorddende
Potentiale errichtet werden, so daß dann, wenn nung wird hierzu verwendet, die den Motor anhält,
die Abtastelektrode der Reihe der Einzelelektroden 30 sobald das Fehlersignal auf Null sinkt. Das bewegentlang
bewegt wird, in die Äbtastelektrode' eine ' liehe Element ist dann in der gewünschten Stellung.
Spannung eingekoppelt wird, die eine Anzeige ihrer Bei einer praktischen Ausführungsform können die
relativen Stellung gegenüber den Einzelelektroden Einzelelektroden 41 in Form einer Reihe gleich langer
liefert. · .Kreiszylinder aus Metall angeordnet sein, die Ende
;., Diese eingekoppelte.Spannung kann mit der Be- 35 an Ende aneinandergesetzt sind, wobei zwischen den
zugsspannung eines Bezugspunktes verglichen werden. benachbarten Enden eine dünne Isolierschicht vor-Beispielsweise
kann ein Bezugspotential von einer gesehen ist. Die Abtastelektrode kann dann aus einem
Bezugsspannungseinheit 45 abgenommen werden, die Zylinder bestehen, der die in einer Linie angeordneten
von der Spännungsquelle 44 gespeist wird. Bei einer Einzelelektroden umgibt. Selbstverständlich ist dieses
sehr einfachen Anordnung kann der Bezugspunkt 4° ημΓ ein Beispiel einer geeigneten Ausführungsform,
auch durch eine Anzapfung der Induktivität 43 ge- Wenn bei einer solchen Anordnung die Abtastbildet
werden; normalerweise wird jedoch angestrebt, elektrode die gleiche Länge wie eine der Einzelelekdie
Spannung des Bezugspunktes fein und genau troden besitzt, so erkennt man leicht, daß die beiden
regeln zu können. Daher werden vorzugsweise andere Kanten der Elektrode die Übergangsstellen zwischen
Vorrichtungen verwendet, die eine genaue Einstellung 45 benachbarten Einzelelektroden gleichzeitig passieren,
der Spannung ermöglichen. Eine mit Anzapfungen Diese Übergänge bringen jedoch geringe Nichtlineariversehene
Spule kann hierfür verwendet werden, vor- täten in dem Verhältnis zwischen der an der Elektrode
zugsweise wird aber eine Folge von solchen Spulen /induzierten Spannung und deren relativen Stellung
verwendet, um den Bezugspunkt mit entsprechender mit sich. Es ist aber sehr vorteilhaft, wenn dieses
Genauigkeit auf Teile oder Bruchteile genau wählen 50 Verhältnis linear ist, und so ist es wünschenswert,
zu können. Die Vorrichtung zur Veränderung des - daß die Unregelmäßigkeiten verringert' oder ausBezugspunktes
ist in F i g. 1 schematisch mit 46 be- geschaltet werden. Dies gelingt durch die vorliegende
zeichnet. , . : Erfindung.
Die an der Abtastelektrode 42 induzierte Wechsel- Ein durch die Erfindung vorgeschlagener Weg zur
spannung wird durch den Verstärker 47 zu einem 55 Verhinderung der Übergangseffekte an den Elektro-Eingang
eines Spannungsvergleichers 48 geleitet, des- denkanten benachbarter Einzelelektroden liegt darin,
sen anderer Eingang mit einer Spannung vom Be- daß jeweils der Kantenverlauf der Abtastelektrode
zugspunkt 46 versorgt wird. und der Einzelelektroden der Elektrodenreihe so von-
Wenn der Meßumformer Teile einer Anordnung einander abweicht, daß ein gleichzeitiges Überstreizur
Anzeige der Stellung eines bewegbaren Teiles 60 chen der Kanten der Abtastelektrode über ähnlich
verwendet wird, wird das bewegliche Teil.mit der geformte Kanten der Elektrodenreihe auf der ganzen
Abtastelektrode 42 so gekoppelt, daß sich die Elek- Kantenlänge vermieden wird. Im einzelnen wird also
trode entlang der filektrodenreihe der Einzelelektro- das Problem so gelöst, daß die Kanten der Abtastden
41 bewegt. . elektrode von den Kanten der Elektrodenreihe entWenn nun beispielsweise die Vorrichtung zur Stel- 65 weder durch ihre Neigung gegenüber der Bewegüngslungsanzeige
an einejr Werkzeugmaschine verwendet richtung oder durch ihre Form unterschieden sind,
werden soll, so kann die Reihe von Einzelelementen Beispiele von Ausführungen dieser Art sind, in
am Bett der Maschine angebracht sein, wie dies Fig. 2 bis 9 gezeigt. In diesen Figuren sind die
Einzelelektroden 60 so dargestellt, daß sie von gleicher Breite sind, und daß ihre Kanten rechtwinklig
zueinander stehen. Dies ist zweckmäßig aber nicht notwendig. In der Praxis sind die Einzelelektroden
normalerweise stationär, da für die Einzelelektroden mehr Verbindungen erforderlich sind, während die
Abtastelektrode bewegt wird. Eine solche Anordnung wird hier vorausgesetzt, obwohl auch andere Anordnungen
möglieh sind.
F i g. 12 zeigt Einzelelektroden 60, deren Kanten parallel, aber gegenüber der Längsrichtung der Reihe
von Einzelelektroden geneigt sind, wobei die Einzelelektroden durch die Isolierung 61 voneinander ge-5
trennt sind. In Fig. 13 sind die Kanten der Einzelelektroden von zwei geraden Abschnitten begrenzt,
die unter einem Winkel angeordnet sind, und ein Chevron- oder Fischgratmuster bilden. Bei F i g. 14
ist eine Anordnung ähnlich der in Fig. 13 gezeigten
Ausführung gemäß Fig. 17 können die einander abwechselnden
Dreiecke mit zunehmend größer werdenden Potentialen beaufschlagt sein.
Eine für einen kreisförmigen Aufbau geeignete Elektrodenreihe ist in Fig. 18 gezeigt. Hierbei nimmt
die Elektrodenreihe die Form einer spiralförmigen Wicklung an. Eine Einzelelektrode der Elektrodenreihe
ist zur Verdeutlichung schattiert gezeigt. Die
Gemäß den F i g. 2 bis 11 liegt zwischen den Einzel- io vorgesehen, wobei in der Ausführung gemäß F i g. 14
elektroden 60 jeweils eine Isolationsschicht 61. Die eine Zickzackformung der zwischen den Einzel-Einzelelektroden
können flach ausgebildet sein, wo- elementen 60 befindlichen Kanten gebildet ist. Eine
bei ihre Oberflächen in einer gemeinsamen Ebene weitere, gegenüber den Ausführungen gemäß F i g. 13
liegen, sie können aber auch von zylindrischer Aus- . und 14 modifizierte Ausbildung der Einzelelektroden
bildung sein, wobei ihre Außenflächen wiederum auf 15 ist in Fig. 15 gezeigt. Bei Fig. 16 sind die Kanten
einer gemeinsamen Zylinderfläche liegen. Die. be- der Einzelelektroden gekrümmt. In Fig. 17 besitzen
wegliche Abtastelektrode 62 wird entsprechend eben die Einzelelektroden Dreiecksform, wobei die Dreibzw,
zylindrisch ausgebildet sein. ecke durch Isolierungen 61 voneinander getrennt und
Die Abtastelektrode ist in einer Vielzahl von unter- in wechselnder Richtung angeordnet sind, so daß
schiedlichen Formen gezeigt. Fig. 2 zeigt eine Ab- ao ihre Scheitel abwechselnd an der einen und an der
tastelektrode 62, die rhombus- oder rautenförmig aus- anderen Seite der Elektrodenreihen liegen. Bei der
gebildet ist, wobei ihre Kanten mit den Kanten der
Einzelelektroden 60 einen Winkel bilden, während
. letztere zueinander parallel und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Abtastelektrode angeordnet sind. 25
In Fig. 3 ist eine dreieckige Abtastelektrode dar-'
gestellt, während die Abtastelektrode in F i g. 4 ein
reguläres Sechseck ist. Aus beiden Figuren ergibt sieh,
daß sich die bewegliche Abtastelektrode nicht über
Einzelelektroden 60 einen Winkel bilden, während
. letztere zueinander parallel und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Abtastelektrode angeordnet sind. 25
In Fig. 3 ist eine dreieckige Abtastelektrode dar-'
gestellt, während die Abtastelektrode in F i g. 4 ein
reguläres Sechseck ist. Aus beiden Figuren ergibt sieh,
daß sich die bewegliche Abtastelektrode nicht über
die gesamte Breite der Oberfläche des Einzelelemen- 30 Isolation 61 zwischen den Einzelelektroden umfaßt
tes erstreckt. Dies ist jedoch bei den in Fig. 5 und 9 auch einen Längsabschnitt 65. Bei dieser Anordnung
gezeigten Elektroden der Fall, bei denen die Abtast- wird vorzugsweise eine Elektrode verwendet, die aus
elektrode die Form eines langgestreckten Sechseckes einem unvollständigen Kreisring oder aus zwei
bzw. einer Ellipse besitzt. In F i g. 6 ist eine achteckige ., Segmenten eines unvollständigen Kreisringes besteht,
Abtastelektrode dargestellt, während Fig. 8 eine 3ä wobei der Spalt zwischen den Teilen der Elektrode
kreisförmige Elektrode zeigt. Bei Fi g. 7 hat die Ab- über der Linie der Isolierung 65 liegt,
tastelektrode die Form eines schräggestellten Par- Bei den Fig. 10 und 11 nehmen die Abtastelek- ■ allelogramms. In den Fig. 10 und 11 sind andere troden eine Länge von mehr als einer Einzelelektrode Abwandlungen der Abtastelektrode dargestellt. Es ein. In F i g. 19 und 20 ist eine andere Ausführungssollte darauf hingewiesen werden, daß einer der den 40 form dieser Anordnung dargestellt. Diese Anordnung Interpolationswert der Abtastelektrode zwischen den kann sowohl bei geradlinig wie bei kreisförmig anan den aufeinanderfolgenden Einzelelektroden liegen- geordneten Einzelelektroden verwendet werden und den Spannungen bestimmenden Faktoren durch das umfaßt die Verwendung von Mehrfachelektroden, die Ausmaß des Uberlappens zwischen der Abtastelek-.; so angeordnet sind, daß bei einer Abtastbewegung trode und einer der Einzelelektroden in Richtung der 45 der Abtastelektroden das Überstreichen der Kanten Elektrodenbewegung bestimmt wird. Es kann in man- verschiedener Teilelektroden über die Einzelelektrochen Fällen vorteilhaft sein, daß sich die Abtastelek- den nicht bei allen Teilelektroden gleichzeitig erfolgt, trode in Richtung der Relativbewegung über mehr als In Fig. 19 ist eine Reihe von Einzelelektroden 60 eine Einzelelektrode erstreckt, und eine für diesen.... gezeigt, die mit drei starr miteinander verbundenen Zweck geeignete Abtastelektrode ist in den Fig. 10 50 Teilelektroden70 zusammenwirken. Die Teilelektro- und 11 gezeigt. In Fig. 10 ist die Larigskante der den70 sind nicht ganzzahlige Vielfache der Länge Elektrode 62, 63 zickzackförmig ausgebildet, während der Einzelelektroden voneinander entfernt, so daß die in Fig. 11 beide Längskanten zickzackförmig aus- Teil elektroden gegenüber der jeweils benachbarten gebildet sind. Einzelelektrode nicht die gleiche Stellung einnehmen. Die Verwendung von geraden und nicht geraden S5 Auf diese Weise, werden Nichtlinearitäten, die auf Kanten für die Einzelelektroden und die Abtastelek- Unregelmäßigkeiten an den Übergängen zurückzufühtrode kann auch umgekehrt vorgenommen werden. ren sind, ausgeglichen. F i g. 20 zeigt eine solche An-Die Fig. 12 bis 16 der Zeichnung zeigen Anordnun- Ordnung für eine ringförmige Anordnung der Einzelgen von Abtastelektroden des kapazitiven Meßumf or- elektroden, wobei eine Reihe von Einzelelektroden mers, die in Verbindung mit einer mit rechteckigen 60 mit Vielfachelektroden 70 zusammenwirkt.
Kanten versehenen Abtastelektrode einen sehr gut Die verschiedenen Ausführungsformen der den abgestuften Übergang bei der Bewegung der Abtast- kapazitiven Meßumformer bildenden Bauteile, die elektrode zwischen den Einzelelektroden liefern. Die hier beschrieben wurden, bieten die Möglichkeit, die Einzelelektroden sind dabei in einer Reihe angeord- Eigenschaften der Veränderung abzuwandeln, die net. Sie können jedoch auch in einer Anordnung vor- 65 auftritt, wenn die Abtastelektrode gegenüber den Eingesehen werden, die zum Messen von Drehbewegun- zelelektroden bewegt wird. Auf diese Weise ist es gen dient, wobei die Einzelelektroden als Segmente möglich, die Art und Weise, in der das gewünschte eines Kreisringes ausgebildet sind. Potential von dem Meßumformer abgeleitet wird,
tastelektrode die Form eines schräggestellten Par- Bei den Fig. 10 und 11 nehmen die Abtastelek- ■ allelogramms. In den Fig. 10 und 11 sind andere troden eine Länge von mehr als einer Einzelelektrode Abwandlungen der Abtastelektrode dargestellt. Es ein. In F i g. 19 und 20 ist eine andere Ausführungssollte darauf hingewiesen werden, daß einer der den 40 form dieser Anordnung dargestellt. Diese Anordnung Interpolationswert der Abtastelektrode zwischen den kann sowohl bei geradlinig wie bei kreisförmig anan den aufeinanderfolgenden Einzelelektroden liegen- geordneten Einzelelektroden verwendet werden und den Spannungen bestimmenden Faktoren durch das umfaßt die Verwendung von Mehrfachelektroden, die Ausmaß des Uberlappens zwischen der Abtastelek-.; so angeordnet sind, daß bei einer Abtastbewegung trode und einer der Einzelelektroden in Richtung der 45 der Abtastelektroden das Überstreichen der Kanten Elektrodenbewegung bestimmt wird. Es kann in man- verschiedener Teilelektroden über die Einzelelektrochen Fällen vorteilhaft sein, daß sich die Abtastelek- den nicht bei allen Teilelektroden gleichzeitig erfolgt, trode in Richtung der Relativbewegung über mehr als In Fig. 19 ist eine Reihe von Einzelelektroden 60 eine Einzelelektrode erstreckt, und eine für diesen.... gezeigt, die mit drei starr miteinander verbundenen Zweck geeignete Abtastelektrode ist in den Fig. 10 50 Teilelektroden70 zusammenwirken. Die Teilelektro- und 11 gezeigt. In Fig. 10 ist die Larigskante der den70 sind nicht ganzzahlige Vielfache der Länge Elektrode 62, 63 zickzackförmig ausgebildet, während der Einzelelektroden voneinander entfernt, so daß die in Fig. 11 beide Längskanten zickzackförmig aus- Teil elektroden gegenüber der jeweils benachbarten gebildet sind. Einzelelektrode nicht die gleiche Stellung einnehmen. Die Verwendung von geraden und nicht geraden S5 Auf diese Weise, werden Nichtlinearitäten, die auf Kanten für die Einzelelektroden und die Abtastelek- Unregelmäßigkeiten an den Übergängen zurückzufühtrode kann auch umgekehrt vorgenommen werden. ren sind, ausgeglichen. F i g. 20 zeigt eine solche An-Die Fig. 12 bis 16 der Zeichnung zeigen Anordnun- Ordnung für eine ringförmige Anordnung der Einzelgen von Abtastelektroden des kapazitiven Meßumf or- elektroden, wobei eine Reihe von Einzelelektroden mers, die in Verbindung mit einer mit rechteckigen 60 mit Vielfachelektroden 70 zusammenwirkt.
Kanten versehenen Abtastelektrode einen sehr gut Die verschiedenen Ausführungsformen der den abgestuften Übergang bei der Bewegung der Abtast- kapazitiven Meßumformer bildenden Bauteile, die elektrode zwischen den Einzelelektroden liefern. Die hier beschrieben wurden, bieten die Möglichkeit, die Einzelelektroden sind dabei in einer Reihe angeord- Eigenschaften der Veränderung abzuwandeln, die net. Sie können jedoch auch in einer Anordnung vor- 65 auftritt, wenn die Abtastelektrode gegenüber den Eingesehen werden, die zum Messen von Drehbewegun- zelelektroden bewegt wird. Auf diese Weise ist es gen dient, wobei die Einzelelektroden als Segmente möglich, die Art und Weise, in der das gewünschte eines Kreisringes ausgebildet sind. Potential von dem Meßumformer abgeleitet wird,
beträchtlich abzuändern, wenn sich die Teile relativ zueinander bewegen. ·
Claims (13)
1. Kapazitiver Meßumformer, der aus mindestens drei in einer Reihe angeordneten Elektroden
besteht, an die verschiedene Wechselspannungen so angelegt sind, daß entlang der Elektrodenreihe
ein Potentiälgef alle entsteht, mit dem die durch die zu übertragende Stellungsänderung
bewegte Abtastelektrode kapazitiv gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
der Kantenverlauf der Abtastelektrode (42,62) und der Einzelelektroden (41, 60) der Elektrodenreihe, der sich jeweils senkrecht zur Bewegungs-
richtung der Abtastelektrode erstreckt, so voneinander abweicht, daß ein gleichzeitiges Überstreichen
der Kanten der Abtastelektrode über ähnlich geformte Kanten der Elektrodenreihe auf der
ganzen Kantenlänge vermieden wird.
2. Kapazitiver Meßumformer, der aus mindestens drei in einer Reihe angeordneten Elektroden
besteht, an die verschiedene Wechselspannungen so angelegt sind, daß entlang der Elektrodenreihe
ein Potentialgefälle entsteht, mit dem die bei der zu übertragenden Stellungsänderung
bewegte Abtastelektrode kapazitiv gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelektrode
(42) aus mehreren starr miteinander verbundenen Teilelektroden (70) besteht, deren Anordnung zueinander
so getroffen ist, daß die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Abtastelektrode verlaufenden
Kanten der Teilelektroden in keiner Stellung der Abtastelektrode bei allen Teilelektroden
gleichzeitig über den entsprechenden Kanten der Einzelelektrode (60) stehen.
'3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Abtastelektrode
(62) und der Einzelelektroden (60) gerade sind und daß die Kanten der Abtastelektrode gegenüber
den entsprechenden Kanten der Einzelelektrode geneigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß'die Kanten der Einzelelektroden (60) parallel zueinander stehen. .
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Einzelelektrode
(62) parallel sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelektrode (62) oder
die Einzelelemente (60) ungerade Kanten aufweisen. -
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Einzelelektroden
(60) einen geraden, parallelen Verlauf und die Kanten der Abtastelektrode (62) einen ungeraden
Verlauf aufweisen. , .
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanten der Abtastelektrode (62) einen geraden, parallelen Verlauf und die
Kanten der Einzelelektroden (60) einen ungeraden Verlauf aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelektrode (62) eine
dreieckige, kreisförmige, polygonale oder elliptische Form hat.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeraden Kanten
die Form einer Kurve, eines Chevron- oder Zickzackmusters oder eines in anderer Weise aus
einer Anzahl von geraden, nicht linearen Abschnitten zusammengesetzten Musters besitzen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden
Oberflächen der Einzelelektroden (60) und der Abtastelektrode (62) zylinderförmig ausgebildet
sind und daß Einzelelektroden oder die Abtastelektrode die Form einer Spiralwindung aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einzelelektroden (60) und die Abtastelektrode (62, 70) gerade und zueinander parallele Kanten
aufweisen und daß sie in Bewegungsrichtung der Abtastelektrode unterschiedliche Abmessungen
haben.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Abtastelektrode
(62, 70) in Bewegungsrichtung mindestens doppelt so groß wie die Abmessung jeder
Einzelelektrode (60) ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 366 223, 536 706,
245,872 643.
Deutsche Patentschriften Nr. 366 223, 536 706,
245,872 643.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 639/237 8.67 © Bundesdruckerei Berlin
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1248962B true DE1248962B (de) | 1967-08-31 |
Family
ID=603216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1248962D Pending DE1248962B (de) | Kapazitiver Meßumformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1248962B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2916760A1 (de) * | 1978-04-26 | 1979-10-31 | Ogasawara Hiromi | Vorrichtung zur messung der bewegungsgroesse eines sich bewegenden gegenstandes |
EP0065625A2 (de) * | 1981-05-07 | 1982-12-01 | International Business Machines Corporation | Kapazitiver Winkelmessgeber |
DE4447294A1 (de) * | 1994-11-10 | 1996-05-15 | Siedle Horst Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer jeweiligen örtlichen Position eines Körpers |
-
0
- DE DENDAT1248962D patent/DE1248962B/de active Pending
Cited By (4)
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DE2916760A1 (de) * | 1978-04-26 | 1979-10-31 | Ogasawara Hiromi | Vorrichtung zur messung der bewegungsgroesse eines sich bewegenden gegenstandes |
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EP0065625A3 (en) * | 1981-05-07 | 1985-05-22 | International Business Machines Corporation | A capacitive transducer for providing precise angular position information |
DE4447294A1 (de) * | 1994-11-10 | 1996-05-15 | Siedle Horst Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer jeweiligen örtlichen Position eines Körpers |
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