Емкостный датчик перемещений

 

, SU„„193

QOO3 СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК уды 601 В 08. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 1 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3257150/18-28 * (22) 25 ° 02.81 (46) 15.06.83. Бюл. Р 22

-{72) O.H.Пчельников, A.H.Àèåëüÿíåö, В.А.Писаревский и И.А.Яворский (71) Иосковский институт электронного машиностроения (53) 621 317:531.717-(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11Р 345347; кл. G 01 B 7/08, 1970 (прототип). (54)(57) EHK0CTHHA QATQMK ПЕРЕИЕШЕетИВ, содержащий три параллельных

2 электрода, средний из которых выполнен в виде диэлектрической пластины с нанесенными на ее поверхности про- водниками имеющими периодически повторяющийся профиль, о т л и ч а ю -. шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен прокладкой из диэлектрика, размещенной между двумя смежными электродами, а на поверхность среднего электрода, обращенную к другому электроду, нанесено диэлектрическое покрытие.

10231Я

Изобретение относится к измери" тельной технике, в частности к чувствительным элементам измерительных преобразователей, предназначено для бесконтактного преобразования величин перемещений и деформаций в электрический сигнал и может быть использОВанО В любой Отрасли машино

СТРОЕНИЯ.

Наиболее близким к изобретению является емкостный датчик перемещений, содержащий три параллельных . электрода, средний из которых выпол" нен в виде диэлектрической пластины с нанесенными на ее поверхности проводниками, име10щими периОдически гов торяющийся профиль I 1 ). едостаткОИ известногО датчика

::ьляет R погрешность измерений, обу-лов.пекная изменением его емкости с изменением диэлектрической прони" цаемости среды, шунтированием прово;имос--ью среды, деформацией и вибраЦИЯ:. и tU1BC";"ÈH

Цель изобретения - повышение точности измерений ° !

1остввленная цель достигается тем что емкостный датчик перемещений, со,=:ржащий три параллельных электрода средний из которых выполнен в виде диэлектрической пластины с нанесенными на ее поверхности проводниками, имеющими периодически повторяющийся профиль снабжено прокладкой из ди I электрика, размещенной двумя смежными электродами, а на поверхность среднего электрода, обращенную к дру †:ому электроду, нанесено диэлектрическое покрытие.

На фиг. 1 представлен предложенный емкостнь и датчик перемещеий, продольное сечение; на фиг.2график зависимости ОтнОсительнОй погрешности, Обусловленной изменением диэлектрической проницаемос" ти среды От расстояния между пластинами.

Емкостный датчик перемещений содержит электропроводящие пластины 1 и 2 и помещенную между ними диэлектрическую пластину 3. Злектропроводящие пластины 1 и 2 жестко соединены с контролируемыми точками объекта (не показан), а диэлек° трическая пластина 3 жестко связана

:. электропроводящей пластиной 1 посредством размещенной между ними прокладками 4 из диэлектрика. На обеих сторонах электропроводящей

25 Магнитное поле волны остается снаруНапряженность электрического поля, волны экспоненциально спадает по ме5О ре удаления от поверхности диэлектрической пластины 3. Диэлектрическая пластина 4 и покрытие исключают проникновение среды в область наиболее сильного электрического поля, 55 уменьшая тем самым погрешяость измерения. На фиг. 2 кривая 8 изобра"жает зависимость погрешности датчика от расстояния между пластинами

1 и 3 без диэлектрической прокладки

45 пластины 3 нанесены электропроводящие проводники 5 и 6 с периодически повторяющимся профилем, выполненные в виде штырьевых гребенок, установленных на каждой поверхности пластины 3 штырями навстречу, штырь под штырем. Ширина штырей равна или больше толщины диэлектрической пластины

3, На обращенную к электроду 2 поверхность диэлектрической пластины

3 (поверх штырьевой гребенки) нанесено диэлектрическое покрытие 7.

Преобразователь работает следующим образом.

Между гребенчатыми проводниками

5 и 6 возбуждается электромагнитная волна, отражающаяся от их концов, так, что образуется резонатор сверхвысоких частот. Электрическая емкость гребенчатых проводников 5 и 6 приводит к сосредоточению электрического поля волны, в основном, в диэлектрической пластине 3 между гребенчатыми проводниками 5 и 6.. жи. С ним взаимодействуют электропооводяшие пластины 1 и 2. Изменение расстояния межд электропроводяшей 2 и диэлектрической 3 пластинами вызывает изменение погонной индуктивности гребенчатых проводников

5 и 6 и, соответственно . резонансной частоты резонатора. Диэлектрическая прокладка 4 предотвращает влияние сторонних электропроводящих объектов на резонансную частоты. Деформация контролируемого объекта приводит к изменению расстояния меж" ду контролируемыми точками, с которыми жестко связаны электропровоДящие пластины 1 и 2, и, следовательно к изменению резонансной частоты. Seличине деформации соответствует изменение резонансной частоты резб натора, являющейся выходным параметром датчика.

3 1023193 4

4 и покрытия 7, а кривая 9 - для Использование датчика перемещений предложенного датчика. Погревность поеволяет производить измерение е ис" датчика существенно уменынена. Ди- пользованием частотных и фазовых меэлектрическая прокладка 4 и покрытие тодов съема информации в условиях 7 предотвращают вунтирование прово- с изменяющейся диэлектрической продимостье среды периодически повторя- " ницаемостьв среды и с повывенным вщегося профиля гребенчатых провод= - уровнем вибраций в средах с конечников 5 и 6.. ным значением проводимости.

ХЮ-

17

ВНИИПИ Заказ 4197 /27 Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4