Емкостной датчик перемещений

 

ЕМКОСТРЮЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ , содержащий установленные соосно статор, выполненный в виде трех концентрически расположенных цилиндров из диэлектрического материала с малым термическим .коэффициентом расширения, и свяэываемьй .в процессе измерения с контролируемым объектом ротор, выполненный в виде токопроводящего цилиндра с проточкой , набор электродов в виде металлизированных покрытий на внешних поверхностях цилиндров статора и подключенные к ним генератор и блок обработки сигналов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения угловых перемещений , проточка на роторе выполнена в виде двух диаметрально расположенных вдоль образующей цилиндра выточек, размещенные на внутреннем цилиндре статора электроды выполнены в виде двух пар расположенных симметрично и диаметрально противоположно секторов, разI мещенные на среднем цилиндре стато .ра электроды выполнены в виде трех (Л пар диаметрально расположенных секс торов, из которых первая пара расположена симметрично относительно смежных электродов, размещенных на внутреннем цилиндре, и подключена к блоку обработки сигналов, а вторая и третья пары секторов размещены между электродами первой пары и подключены к генератору.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 52 А (51)4 G 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3552679/24-28 (22) 16.02.83 (46) 30.10 ° 85. Бюл. 9 40 (71) Центральное конструкторское бюро уникального приборостроения

Научно-технического объединения

АН СССР (72) Л.П. Ульянов (53) 621. 317. 39: 531. 71 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 777400, кл. G 01 В 7/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 1035409, кл. G О1 В 7/00, 1982. (54) (57) EMKOCTHOA ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий установленные соосно статор, выполненный в виде трех концентрически расположенных цилиндров из диэлектрического материала с .малым термическим коэффициентом расширения, и связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом ротор, выполненный в виде . токопроводящего цилиндра с проточкой, набор электродов в виде металлизированных покрытий на внешних поверхностях цилиндров статора и подключенные к ним генератор и блок обработки сигналов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения измерения угловых перемещений, проточка на роторе выполнена в виде двух диаметрально расположенных вдоль образующей цилиндра выточек, размещенные на внутреннем цилиндре статора электроды выполнены в виде двух пар расположенных симметрично и диаметрально противоположно секторов, размещенные на среднем цилиндре статора электроды выполнены в виде трех пар диаметрально расположенных секторов, из которых первая пара расположена симметрично относительно смежных электродов, размещенных на внутреннем цилиндре, и подключена к блоку обработки сигналов, а вторая и третья пары секторов размещены между электродами первой пары и подключены к генератору.

1188523

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений объектов.

Цель изобретения — обеспечение воэможности измерения угловых перемещений.

На фиг. 1 изображен датчик; на фиг. 2 — электрическая схема датчика

Емкостной датчик перемещений со,держит цилиндрический ротор 1 с двумя диаметрально расположенными вдоль

его образующей выточками 2 и статор, 15 выполненный в виде трех концентрически расположенных цилиндров 3 — 5 из диэлектрического материала с малым термическим коэффициентом расширения. На внешней поверхности щ0 внутреннего цилиндра 3 статора размещены в виде металлизированного покрытия две пары электродов 6 и 7, имеющих вид цилиндрических секторов, расположенных симметрично и диамет- 25 рально противоположно и охватывающих ротор 1 с частью выточек 2. На внешней поверхности среднего цилиндра 4 статора размещены три пары электродов 8 — 10, также имеющих вид сим- 3Q метрично и диаметрально расположенных цилиндрических секторов. Первая пара электродов 8 размещена напротив выточек 2 симметрично относительно смежных электродов 6 и 7, размещенных на внутреннем цилиндре 3 статора, и электрически подключена к блоку 11 обработки сигналов. Две другие нары электродов 9 и 10 размещены между электродами первой пары и подключены 40 к выходным клеммам генератора 12 питающего напряжения переменного тока.

На наружной поверхности цилиндра 5 размещен экранирующий электрод !3.

Ротор 1 и электроды 6 и 7 образуют переменные конденсаторы 14 и 15 (фиг. 2). Электроды 8 образуют с электродами 6 и 7 конденсаторы 16 и 17 постоянной емкости, а электроды 6, 9 и 7, 10 образуют конденсаторы 18 и 19.

Датчик работает следующим образом.

От генератора 12 питания на пары электродов 6 и 7 подаются противофаз" ные напряжения..Конденсаторы 18, 14 и 19, 15 образуют делители напряжения, сигналы с которых поступают на конденсаторы 16 и 17, через которые протекают проитвофазные токи, суммирующиеся на входе блока 11 обработки сигнала. В сбалансированном состоянии датчика (исходном нулевом положении ротора 1) суммарный сигнал на входе блока 11 равен нулю. Перемещение ротора 1 вызывает изменение емкостей конденсаторов 14 и 15, что приводит к появлению сигнала на входе блока 11.

Этот сигнал, пропорциональный контролируемому угловому перемещению, регистрируется соответствующим прибором (не показан).

Повышение точности измерений достигается исключением влияния мон» тажных емкостей на характеристики датчика, так как эти емкости шунтируются низкоомными выходными сопротивлениями генератора 12 питания, повышенной стабильностью конденсаторов 14 — 19, обеспечиваемой выбором материала цилиндров 3 — 5, а также исключением влияния синфазных помех, поступающих на конденсаторы 16 и 17 (вследствие их взаимной компенсации).

1188523

Составитель Л. Гуськов

Техред N.Гергель КорректорГ.Решетник

Редактор Е. Копча

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

Заказ 6732/40 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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