Емкостной преобразователь перемещений

 

ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий ОСНО& /f2 ную и две дополнительные пары относительно подвижных электродов, один из электродов основной пары смещен относительно электрода первой дополнительной пары на известное расстояние в направлеjHИИ рабочего перемещения и одинаковые с ним размеры в йаправлении, перпендикулярном к этому перемещению, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, один из электродов второй дополнительной пары имеет размер в направлении, перпендикулярном к рабочему перемещению, в К раз отличный от соответствующего -размера электрода основной пары и одинаковую с ним начальную площадь, а соответствую-} щие электроды трех пар жестко связаны между собой. X / /

„„SU„„1043482

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

3(51) Ci 01 В 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (21 ) 3444944/25-28 ную и две дополнительные пары относи(22). 28.05.82 тельно подвижных электродов, один из (46) 23.09.83. Бюп. № 35 -, электродов основной пары смещен относи(72) B. Ь, Снежко и В. С. Иванов тельно электРода пеРвой дополнительной (71 ) Куйбышевский филиал Всесоюзного пары на известное расстояние в направлеинститута по проектированию организации,нии рабочего перемещения и имеет одинаэнергетического строительства "Оргэнерго- ковые с ннм размеры в йаправлении, gepстрой" пеидикулярном к этому перемещению, (53) 621.317.39:531.71 (088.8) . о r л и ч а ю ш и и с я тем, что, с . (56) 1. Электрические измерения неэлек- целью упрощения преобразователя, один из трических величин. Под ред.. П. B. Новиц- электродов BropoN дополнительной пары кого. "Энергия „1975,: с. 295-296. " имеет размер в направлении, перпендику2. Авторское свидетельство CCCP лярном к рабочему перемещению, в К раз

¹ 488979, кл. 4 01 В 7/08, 1974 .отличный от соответствующего размера (прототип). электрода основной пары и одинаковую . - с ним начальную плошадь, а соответствую (54) (57) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА- . щие электроды трех пар жестко связаны @

ТЕЛЬ ПЕРЕМЕШЕНИЙ, содержащий основ-, между собой.

1 1043

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного преобразования линейных перемещений в пропорциональный " электрический сигнал.

Известны емкосгные преобразователи перемещений, основанные на зависимости емкости конденсатора от площади перекрытия пластин подвижного и неподвижного электродов (1 ) .

Однако эти преобразователи имеют низкую точность из-за чувствительности к воздействию внешних факторов, а гBKже и -за самопроизвольного дрейфа их параметров. 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является емкостный преобразователь перемещений, содержащий основную и две дополнительные пары относительно подвижных электродов, один 2О из электродов основной пары смещен относительно электрода первой дополнительной пары на известное расстояние в направлении рабочего перемещения и имеет одинаковые с ним размеры в нап-. равлении, перпендикулярном к атому перемещению. Подвижные электроды основной и дополнительных пар связаны с объектом измерения с помощью рычагов, имею.щих неодинаковое соотношение плеч, что, " ЗО обуславливает различную чувствительность основной и дополнительных пар электродов к измеряемому перемещению. Известный преббразователь, реализутотций тестовый метод измерения, позволяет расширить диапазон измеряемых перемещений и исклточить влияние дестабилизируютцих факторов и временного дрейфа параметров т стройства на точность измерений P2g .

Однако наличие в преобразователе рыча гов, соединяюцтих подвижные электроды с объектом измерения, усложняег кон: струкцию.

Целью изобретения является упрощение ковотрукции преобразователя при сахранвнии точности измерения, т.е. при сохране-, нии тестового метода измерения, Поставленная цель достигается тем, что в емкостнвм преобразователе перемещений, содержащем основную и две допол нигельные пары относительно подвижттых алектродев, один из электродов основной пары смептен относительно электрода первой дополнительной пары на известное расстояние в направлении рабочего перемещения и имеет одинаковые с ним размеры в напр юлении, перпендикулярном к етому перемещению, один из енектродов второй дополнительной пары имеет размер в нап482 2 равлении, перпендикулярном к рабочему перемещению, в К раз отличный or соогвет ствукицего размера электрода основной пары и одинаковую с ним начальную площадь, а соответствующие электроды трех пар жестко связаны между собой.

- На чертеже представлена конструктивная схема емкостного преобразователя перемещений.

Емкосгный преобразователь перемещений содержит три пары электродов. Неподвижные электроды всех трех пар представлены. в виде одного общего неподвижного алекгрода 1. Подвижный электрод 2 основной пары смещен относительно подвижного электрода 3 первой дополнительной пары на известное расстояние йХ . Подвиждт% ный алектрод 4 второй дополнительной пары имеет размер и в направлении, перпендику- лярном рабочему перемещению, а К раз отличный or соогветсгвутощего размера * основного электрода 2 и Эзпервого дополнительного электрода 3, причем 2 =тт

Соединительная изоляционная пластина 5 жестко связывает между собой все подвижные элекгродвт.2 — 4.

Преобразователь работает сттедуктцим .образом.

Измеряемое перемещение воздействует на пластину 5 и смещает подвижные электроды 2 - 4 относительно неподвижного электрода 1, изменяя эффективную площадь подвижных электродов. Сигналы Pl. сннмае1 мые с подвижных электродов, пропорциональньт величине этой плошади, которая, в свою очередь, оцределяется размером

Ь; адектродов в направлении, перпендикулярном к измеряемому перемещению, и величиной перемещения х .

Функция преобразования преобразователя может быть представлена некоторым числом отрезков прямых вида

К;=et. х+Ъ. (1)

Где N - выходной сигнал, пропорциональный эффективной плошади подвижных электродов 2 —. 4, соответствукщей пло-- щади перекрытия ими неподвижного электрода 1 (j 1,2,3); и с т и Ь параметры функции преобразования, ойередаляемые физическими параметрами преобразова веля.

Нестабильность этих параметров, оче. вттднб, аютяется источником погрешностей измерения перемещения.

Используя сигналы 8, М, Й, снимаемые оттновременно с основного и двух дополнительных электродов 2 - 4, величину измеряамого . перемещения X можно пред3 10434 Ю 4 ставить после соответствующих преобраэов- Таким образом, точность измерения не ваний в виде системы из грех уравнений зависит or дрейфа параметров функции типа (1) преобразования преобразователя под влияМЭ-й Дх нием дестабилизирукецих факторов и време(2) 5 ни и определяется только двумя парамег 2

К рами ЛХ т- н К = —, которые могут где hq — отношение размеров алек» :ь

2 тродов 2 4 а направлении, перпендику- быть выполнены с достаточной степенью лярном к измеряемому перемещению.. точности.

Иэ выражения (2), следует, что пара- 10 Благодаря устранению двуплечих рыча-. метры ol и Ь; -функции преобразования гов существенно упрощается конструкций не входят в койечное выражение для иэ-.. преобразователя и уменьшаются его раэмемеряемого перемещения х. Pbl.

Составитель С. Лупачев

Редактор А;Шишкина Техред И.Метелева Корректор П. Бокшан

Заказ 7323/43

Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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