Дифференциальный емкостной преобразователь перемещений
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий жестко связанные потенциальный общий электрод и многосекционный электрод, секции которого разделены на циклические группы по h-секций в каждой группе и соединены так, что к i -той .секции подключены все (i+mhК-секции, где ifl числа натурального ряда, и размещенный между ними подвижный экранирующий электрод соокнами, о т л и ча ющи йся тем, что, с целью повышения точности, секции многосекционного электрода и окна экранирующего электрода выполнены с относительным наклоном под углом , та нгенс которого равен отношению ширины окна экранирукяцего электрода к длине секции многосекционного электрода, количество секций h в циклической группе выбирается из условия rt 2(), гдеk числа натурального ряда, а геометрические размеры элементов преобразователя выбираются из соотношеНИИ ц н Л1-0- лсмоп па Q 9 „ o uEMontl Hja, где ЛСд - длина окна экранирующего электрода/ &е но/ - длина межокониых промежутков; а - длина секции многосекциониого электрода.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
РЕаЪВЛИН (19) (И) M59 G 01 В 00
ГОсудАРстВенный нОмитет сссР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2221955/25-28 (22) 12.05. 80 (46) 30.09.83. Бюл В 36 (72) Ф.Б. Гриневич И И.Н. Сурду (71) ннститут. электродинамики
АН Украинской ССР. (53) 621.317.39:531.14(088.8) (56) 1. Ацюковский В.А. Хмкостные преобразователи перемещениЯ. М.-Л., "Энергия", 1966, с. 14.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2635599/18-28, кл. 6 01 В 7/00. 1978 (прототип). (54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЯ ЕМКОСТНОИ.
ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ, содержащий жестко связанные потенциальный общий электрод и многосекциониый электрод, секции которого разделены на циклические группы по
h-секций в каждой группе и соединены так, что к s --той секции подключены все (1 Ф Ф Ь $ .-секции, где п1 числа натурального ряда, и размещенный между ними подвижный экранирующий электрод с азкнамм, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения тонности, секции .многосекционного электрода и окна экранирующего электрода выполнены с относительным наклоном под углом, тангенс которого равен отношению ширины окна экранирующего электрода к длине секции многосекцнонного электрода, количество секций h в циклической группе выбирается из условия и 3 2(k+1), где k числа натурального ряда, а геометрические размеры элементов преобразователя выбираются из соотношений
Ь4+ нов =flcl ай,. а п =(3с М) а, где И - длина окна экранирукщего электрода
Ь ©я - длина межоконных промежутков;
0 - длина секции многосекционного электрода.
1044954
Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений (в первую очередь линейных) при помощи емкостных датчиков.
Известны емкостные преобразователи перемещений, содержащие относительно подвижные потенциальные и .защитные электроды (1) .
Недостатком данных преобразовате лей является нелинейность характеристики преобразования, приводящая к появлению значительной погрешности измерения.
Наиболее близким к предлагаемому является дифференциальный емкостной преобразователь перемещений, содержащий жестко связанные потенциальный общий электрод и многосекционный электрод, секции кото" рого разделены на циклические группы по п-секций в каждой группе и соединены так, что к i-той секции подключены все (i+mn)-секции, где
m — числа натурального ряда, и размещенный между ними подвижный экранирующий электрод с окнами f2) .
Недостатком известного преобразователя является погрешность измерения, вызванная нелинейностью характеристики преобразователя.
Данная нелинейность возникает при прохождении края секции многосекционного электрода над окном экранирующего электрода.
Цель изобретения — повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что секции многосекционного электрода и окна экранирующего электрода выполнены с относительным нак. лоном под углом, тангенс которого равен отношению ширины окна экранирующего электрода к длине секции многосекционного электрода, количества секций и в циклической группе выбирается из условия n > 2(k+1), где к — числа натурального ряда,, а геометрические размеры элементов преобразователя выбираются из соотношений
<4 >(>on = и > o=> На фиг. 1 схематически изображен преобразователь при числе секций h=4; на фиг. 2 — многосекционный электрод с наложенным на него экранирующим электродом с окнами, вид в плане. Преобразователь состоит из жестко связанных между собой непоцвижных потенциального общего элек5 ЗО 50 трода 1 и многосекционного электрода 2 и размещенного между ними подвижного экранирующего электрода 3 с окнами 4. Электроды преобразователя выполнены методом напыления проводящих покрытий на изоляционные (например стеклянные) основания. Секции 2-1,...,2-п многосекционного электрода 2 разделены на циклические группы по 4 секции, например 2-1 2-11 2-111 2-1Ч, в каждой (на фиг. 1 показана одна группа секций). Секции 2-1,...,2-IV многосекционного электрода 2 наклонены по отношению к окнам электрода 3 под углом р, тангенс которого равен отношению ширины Ъ окна экранирующего. электрода 3 к длине 0 секции многосекционного электрода 2. Длина b, o окна экранирующего электрода 3 равна длине ь1мод межоконного промежутка и равна (k+1) а, где числа натурального ряда: 4 o4 < eon = а; и - («). Весь диапазон измеряемого переме. щения, равный 4а, разбит на четыре поддиапазона, Для измерения в первом поддиапазоне соединены попарно в группу секции 2 †и 2 — 11, а также 2-IП и 2-IV. Они образуют дифференциальный конденсатор, служащий для измерения перемешения в первом поддиапазоне (положения. окна экранирующего электрода в каждом поддиапазоне обозначены на фиг. 2 буквами с, f, d, g}. Для измерения во втором поддиапазоне соединяются. попарно. секции 2-111 и 2 †а также 2-1 и 2-1Ъ, для измерения в третьем поддиапазоне соединяются попарно секции 2-11 и 2-1, а также секции 2-IV и 2-111, а для измерения в четвертом — секции 2-111 и 2-11, а также секции 2-1 и 2-IV. Для того, чтобы различить эти поддиапазоны, полярность электродов дифференциального конденсатора изменяют на противоположную. Преобразователь работает следующим образом. При перемещении экранирующего электрода 3 с окнами 4 относительно потенциальных электродов 1 и 2 в пределах, например, первого поддиапазона изменяется емкость первого дифференциальногО конденсатора, образуемого группой попарно соединенных секций 2-1, 2-11 и 2-111 2-IV. При дальнейшем перемещении электрода 3 с окнами 4 в пределах, например, второго поддиапазона изме- няется емкость второго дифференциального конденсатора, образуемого 044954 диненными секциями 2-111 2-11 и 2-1 и 2-I×. фиг. 2 Составитель Т. Матюхина Редактор Н. Стащишина Техред Т.Маточка Корректор А. Повх Заказ 7532/37 Тирав 602 Подписное BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 попарно соединенными секциями 2-111, 2-11 и 2-I, 2-IV При перемещении электрода 3 с окнами 4 в пределах третьего поддиапазона изменяется емкость третьего дифференциального конденсатора, образуемого попарно соединенными секциями 2-11 2-1 и 2-111 2-IV. При перемещении электрода 3 с окнами 4 в пределах четвертого поддиапазона изменяется емкость четвертого дифференциального конденсатора, образуемого попарно соеИзобретение позволяет устранить погрешность измерения, обусловленную нелннейностью характеристики преобразования, вызванной конечными размерамн щелей меиду секциями многосекционного электрода. Погрешность устраняется благодаря вы10 полнению секций наклонными по отно"шению к окнам экранирующего электрода.
