RU1803718C - Емкостный преобразователь перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной техника Ц$льизобретени -расширение диапазона измерени  емкостного преобразовател  перемещений , содержащего потенциальный, экранирующий и токовый электроды. Экранирующий электрод выполнен в виде металлической или металлизированной диэлектрической ленты с прозрачными дл  электрического пол  окнами, площадь каждого из которых измен етс  в направлении продольной оси преобразовател . Потенциальный и токовый электроды выполнены идентично состо щими каждый из двух секций , которые образуют попарно конденсаторы посто нной и переменной емкости, благодар  чему, может быть реализован логометрический метод преобразовани  выходного сигнала преобразовател . 2 з,п.ф-лы, б ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений и рассто ний .

Цель изобретени  - расширение диапазона измерени .

На фиг. 1 изображен продольный разрез емкостного преобразовател  перемещени ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - 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.6 - то же в виде металлической ленты.

В соответствии с чертежом емкостный преобразователь перемещени  содержит потенциальный 1, токовый 2 и секционированный экранирующий 3 электроды (фиг.1), Секции экранирующего электрода электрически соединены между собой и с общей

точкой 4. Потенциальный и токовый 2 электроды выполнены одинаково в виде провод щих 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 перемещени  в виде ленты, размеченной на экранирующие секции 8, представл ющие собой участки одинаковой конфигурации и одинаковой продольной длины (фиг.З). Каждый участок имеет прозрачное дл  электрического пол  окно 9, площадь которого различна дл  каждого участка и измен етс  от участка к участку пропорционально увеличению длины ленты П, где п - количество , а 1 - длина секций. Пластины потенциального и токового электродов имеют

Ј

00

о ы -ч

00

длину (пласт., кратную длине секции (фи г. 4).

пласт ID , где m 1... - целое число.

Пластины 5 и б потенциального 1 электрода электрически соединены между собой и образуют рабочий конденса- тор 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 исполнени  зкранирующе- го электрода могут служить два технических решени . Одно (фиг,5) заключаетс  в том, что лента экранирующего электрода выполнена из диэлектрического материала, а экранирующие участки 10 выполнены в виде аппликации из проводл дего материала, наложенного на поверхность участков ленты, при этом ширина ленты соизмерима с общей шириной потенциального и токового электродов. Другое (фиг.б) - в том, что лента 3 экранирующего электрода выполнена электропровод щей, а участки 9, прозрачные дл  электрического пол , 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 электро- дах создаетс  напр жение, завис щее от напр жени  на потенциальном электроде 1, площади электродов, рассто нии между ними , диэлектрической проницаемости среды и площади окна 9 (дл  рабочего конденсатора ). Так как все перечисленные факторы вли ют одинаковым образом на величины рабочего и образцового конденсаторов, выходное напр жение датчика оказываетс  завис щим только от площаи окна 8 участка 9, экранирующего электрода 3, который в данный момент находитс  в зазоре между потенциальным 1 и токозым 2 эл ктродами. Так как ширина окна 8 на экранирующем электроде 3 выбираетс  шире пластин 5 и 6 потенциального и токового электродов, образующих рабочий конденсатор, она не вли-  ет на величину полезного сигнала, и сигнал однозначно определ етс  лишь длиной окна 8 экранирующего электрода 3. При современной технологической оснастке длина

окна на каждой секций 9 электрода 3 может быть выполнена с весьма высокой точностью , что обеспечивает соответственно высокую точность рассматриваемого емкостного преобразовател  перемещений. Дл  самого распространенного случа , когда требуетс  линейна  зависимость выходного сигнала от перемещени  на одном конце экранирующего электрода длина окна минимальна (может быть равна нулю), на другом конце максимальна (например, занимает всю длину секции) и при перемещении (фиг.б, 6) от одной секции 9 к другой происходит равномерное увеличение длины окна (фиг. 1, 3, 5, 6), а следовательно, увеличение выходного сигнала.

Формул а.изобретени 

Claims (3)

1. Емкостный преобразователь перемещений , содержащий неподвижные размещенные в двух параллельных плоскост х и выполненные идентично потенциальный и токовый электроды, а также установленный в зазоре между ними с возможностью плоскопараллельного перемещени  в направлении продольной оси преобразовател  секционированный экранирующий электрод, секции которого образованы электропроводными участками, электрическими соединенными между собой, и электрически прозрачными окнами, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени , окна в секци х экранирующего электрода выполнены со ступенчатыми приращени ми их размера в направлении продольной оси преобразовател , имеющими одинаковую величину и знак, потенциальный и токовый электроды выполнены каждый из двух секций, которые образуют по.парно конденсаторы посто нной и переменной емкости, электрически прозрачные окна в экранирующем электроде расположены в зазоре конденсатора переменной емкости, а длина секций токового и потенциального электродов кратна длине одной секции экранирующего электрода.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что экранирующий электрод выполнен в виде диэлектрической ленты, имеющей электропровод щее покрытие с окнами с нем, а ширина ленты равна суммарной ширине электродов конденсаторов посто нной и переменной емкости.

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что экранирующий электрод выполнен в виде электропровод щей пластины с окнами в виде сквозных отверстий в ней, ширина которой равна ширине электродов конденсатора переменной емкости.

3

L

10 г

bg....,Y--------г

, S

S

I

ae-Э

Фи&б