SU1502959A1

SU1502959A1 - Емкостный датчик угловых перемещений

Info

Publication number: SU1502959A1
Application number: SU874230358A
Authority: SU
Inventors: Михаил Павлович Сергиенко; Александр Спиридонович Бодарев; Геннадий Фомич Кузин; Людмила Васильевна Островская
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6971
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1989-08-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и имеет целью повышение точности емкостного датчика угловых перемещений путем устранени вли ни непараллельности его электродов. Емкостный датчик угловых перемещений содержит неподвижные потенциальные электроды в виде кольцевых полос с сопр женными зубцами синусоидальной формы, которые подключаютс в процессе измерений к четырехфазному источнику 10 питани , и подвижный дисковый электрод 1 с окнами, период повторени которых равен периоду размещени полос. На поверхности неподвижного электрода, обращенной к подвижному дисковому электроду, размещены распределенные по окружности секторообразные пластины 7, перекрывающие по площади полосы потенциальных электродов, размещенные на другой стороне общего диэлектрического основани 3. Число радиальных пластин в несколько раз может превышать число окон 2 повижного электрода 1. Благодар взаимодействию секторообразных пластин 7 с кольцевыми полосами потенциальных электродов на электропроводных кольцах 4,5, предназначенных дл подключени к фазочувствительному измерительному прибору 6, индицируетс сигнал, пропорциональный величине углового перемещени дискового электрода 1. При перекосе дискового электрода 1 фаза измерительного сигнала остаетс неизменной, благодар чему повышаетс точность датчика. 3 ил.

Description

1

(21)4230358/25-28

(22)15.0А.87

(46)23.08.89. Бюл. № 31

(72)И.П. Сергиенко, А.С. Бодарев,

Г.Ф.Кузин и Л.В. Островска

(53)621.317.39 :531.71(088.8)

(56)Патент США № 3068456, кл. 323-622, 1968„

Агейкин Д.И. и дро Датчики контрол и регулировани . - М.: Машиностроение , 1965, с. 204„

(54)ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

(57)Изобретение относитс к измерительной технике и имеет целью повышение точности емкостного датчика угловых перемещений путем устранени вли ни непараллельности его электродов. Емкостный датчик угловых перемещений содержит неподвижные потенциальные электроды в виде кольцевых полос с сопр женньми зубцами синусоидальной формы, которые подключаютс в процессе измерений

к четырехфазному источнику 10 питани , и подвижный дисковый электрод

1 с окнами, период повторени которых равен периоду размещени полос. На поверхности неподвижного электрода , обращенной к подвижному дисковому электроду, размещены распределенные по окружности секторообраз- ные пластины 7, перекрьтающие по площади полосы потенциальных электродов , размещенные на другой стороне общего диэлектрического основани 3. Число радиальных пластин в несколько раз может превьшать число окон 2 подвижного электрода 1. Благодар взаимодействию секторообраз- ных пластин 7 с кольцевыми полосами потенциальных электродов на электропроводных кольцах 4, 5, предназначенных дл подключени к фазо- чувствительному измерительному прибору 6, индуцируетс сигнал, пропорциональный величине углового перемещени дискового электрода 1. При перекосе дискового электрода 1 фаза измерительного сигнала остаетс неизменной , благодар чему повышаетс точность датчика. 2 ип.

СЛ

315

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол угловых перемещений ,

Целью изобретени вл етс повышение точности емкостного датчика угловых перемещений путем устранени вли ни непараллельности или перекоса его электродов.

На фиг. 1 показана конструкци емкостного датчика угловых перемещений и его подключение к измерительному блоку и источнику питани ; на фиг. 2 - потенциальные электро- ды датчика. I

Датчик содержит установленный с возможностью перемещени плоский дисковый электрод 1, в котором вы- полнены с заданным шагом сквозные секторообразные окна 2. Соосно с подвижным электродом 1 установлено неподвижное плоское диэлектрическое основание 3. На его внутренней по- верхности, обращенной к подвижному электроду 1, закреплены концентрические электрически изолированные одно от другого внешнее 4 и внутреннее 5 электропроводные кольца. В пр цессе измерений к кольцам 4 и 5 подключают фазочувствительньй измертельный прибор 6. На той же поверхности диэлектрического основани 3 размещены распределенные по его ок- ружности и размещенные в интервале между кольцами 4 и 5 секторообразные электропроводные радиальные пластины 7, электрически изолированные одна от другой. На обратной ст роне диэлектрического основани 3 датчика, напротив радиальных пластин 7, закреплены пары 8 и 9 кольцевых потенциальных электродов, размещенных концентрично. В процессе измерений к ним подключают 4-фазный источник Ю питани переменного тока . Кажда из пар 8 и 9 потенциальных электродов вьтолнена в виде сопр женных кольцевых полос 11 с зуб- цами синусоидальной формы. Период синусоиды равен периоду размещени окон 2 подвижного дискового электрода 1. Секторообразные радиальные пластины 7 перекрьшают обе пары 8 и 9 потенциальных электродов. Число радиальных пластин 7 выбираетс в несколько раз превышающим число окон 2 подвижного электрода 1

Датчик работает следующим обра-

ЗОМо

Радиальные пластины 7 образуют с расположенными напротив них кольцевыми фигурными полосами 11 потенциальных электродов конденсаторы по- сто нной емкости с площад ми обкладок , равными площади их взаимной проекции одна на другую. Так как ширина каждой кольцевой полосы 11 измен етс по синусоидальному закону , а фазы напр жени питани на смежных полосах 11 сдвинуты между собой на 90 , результирующие фазы ЭДС, наводимых на радиальных пластинах 7 парами 8 и 9 потенциальных электродов, также измен ютс вдоль направлени углового перемещени по синусоидальному закону с периодом равным периоду синусоидальных зубцов полос 11.

При вращении подвижного дискового электрода 1 на его электропроводньсх межоконных промежутках индуцируетс электрический зар д, результирующа фаза которого измен етс при угловом перемещении об электрода 1 практически по линейному периодическому закоч ну. Съем измерительного сигнала с дискового электрода 1 осуществл етс с помощью концентричных колец 4 и 5, образующих с электродом 1 емкостный токосъемник.

Так как поверхность радиальных пластин 7 эквипотенциальна в радиальном направлении, перекос (непараллельность установки) ПОДВ1ЙСНОГО электрода относительно потенциальных электродов вызьшает одновременное пропорциональное изменение величины измерительного сигнала на кольцах 4 и 5, а его фаза остаетс неизменной. Благодар этому устран етс вли ние возможной непараллельности подвижного электрода относительно потенциальных электродов и повьшаетс точность датчика.

Claims

Формула изобретени

Емкостный датчик угловых перемещений , содержащий установлен)1ый с возможностью углового перемещени дисковый электрод с секторообразны- ми окнами, СООСНО установленное неподвижное диэлектрическое основание, закрепленные на одной его поверхности электропроводные кольца, предназнаменные дл подключени в процессе измерений к фазочувствительному измерительному прибору, и размещенные на том же основании две пары потенциальных электродов, кажда из которых выполнена в виде двух кольце вых полос с сопр женными зубцами синусоидальной , период повторени которых равен периоду размещени окон дискового электрода, о т- личающийс тем, что, с целью повышени точности путем устра//

Редактор Н. Рогулич

Составитель И. Кислицин

ТехредМ.ДидыкКорректор Н. Король

Заказ 5076/52

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКИТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гл1-ipi iia, 101

1502959 . 6

нени вли ний перекоса дискового электрода, он снабжен электрически изолированными одна от другой с электропроводными секторообразными пластинами, распределенными по окружности основани и размещенньв и между электропроводньми кольцами в одной плоскости с ними, а пары потен- 10 циальных электродов размещены на противоположной поверхности основани напротив секторообразных полос и перекрывают их по площади.

Фиг. 2

Подписное