Емкостный датчик для измерения перемещений по трем координатным осям

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений по трем координатам при исследовании пространственных деформаций пластичных тел. Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения кинематической связи между деталями и уменьшение габаритов датчика, который состоит из неподвижной пластины 1 с шестью токопроводящими участками 2,9,4, 5,6,7, жестко связанной с ней упругой диэлектрической прокладки с токопроводящим участком 15, нанесенным на ее верхнюю грань, и с токопроводящими участками 16,17,18,19, нанесенными на ее боковые грани. Такое размещение токопроводящих участков позволяет организовать три измерительных и два компенсационных конденсатора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1428908 A 1 5114 С 01 В 7/22, 1д,, БИЛ:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4087721/25-28 (22) 18,07.86 (46) 07.10.88. Бюл. У 37 (75) Г.P.Ëåèàøâèëè (53) 531.781.2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1293476, кл. G 01 В 7/22, 1984, (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПО ТРЕМ КООРДИНАТНЫМ ОСЯМ (57) Изобретение относится к измери- . тельной технике и может быть использовано для измерения перемещений по трем координатам при исследовании пространственных деформаций пластичных тел. Цель изобретения — повьппение точности эа счет исключения кинематической связи между деталями и уменьшение габаритов датчика, который состоит из неподвижной пластины 1 с шестью токопроводящими участками 2,9,4, 5,6,7, жестко связанной с ней упругой диэлектрической прокладки с токопроводящим участком 15, нанесенным на ее верхнюю грань, и с токопроводящими участками 16,17,18,19, нанесенными на ее боковые грани. Такое размещение токопроводящих участков позволяет организовать три измерительных и два компенсационных конденсатора. 2 ил.

1428908

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений по трем координатам при исследовании сложных пространственных деформаций пластичных пил

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения кинематической связи между деталями и уменьшение габаритов датчика.

На фиг..1 изображен емкостный датчик, общий вид;на фиг.2 — принципиальная электрическая схема датчика, Емкостный датчик для измерения пе- 15 ремещений по трем координатным осям содержит неподвижную пластину 1 с шестью токопроводящими участками 2 - 7

Соответственно, каждый из которых имеет винт-вывод крепления 9 — 13, упругую диэлектрическую прокладку 14, размещенную на пластине 1 со стороны токопроводящих участков 2 — 7 и жестко связанную с ней. Токопроводящие -— участки размещены в зоне контакта пла-25 стины 1 с диэлектрической прокладкой

14.

Диэлектрическая прокладка 14 выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, на все грани которого, кроме 30 контактирующей с пластиной 1, нанесены токопроводящие участки, так что грань, противоположную упомянутой зоне контакта, токопроводящий участок

15 покрывает полностью, а токопроводя- 5 щие участки 2 — 5 пластины 1 сопряжены

1 с токопроводящими участками 16 — 19 соответственно. Токопроводящие участки 6 и 7 расположены в центре пластины 1. Токопроводящие участки 2 — 6 образуют с токопроводящим участком 15 три пары измерительных конденсаторов

Сн, С „ С „ С,, С,, С, а токопроводящие участки 16-19 образуют два.компенсаторных конденсатора С23 H С 3 45

Емкостный датчик работает следующим образом. .Токопроводящий участок 15 вводится

Во фрикционное зацепление с контролируемой деталью в точке, линейное пе50 ремещение которой необходимо замерить. В процессе замеров возможны три линейных перемещения этой точки, соответственно по осям OZ, ОХ и OY.

Рассмотрим перемещение по оси ОЕ.

При этом меняется расстояние между гокопроводящими участками 15, с одной стороны, и 6,7, с другой стороны, образующими вместе два последовательно соединенных кондесатора С„ и С,, емкость которых зависит от расстояния между их обкладками, одна из которых (токопроводящий участок 15) является для них общей.

Рассмотрим перемещение по оси ОХ.

При этом происходит смещение токопроводящего участка 15, выполненного на грани диэлектрической упругой прокладки 14, по оси ОХ, в ходе которого его проекция смещается относительно одного из токопроводящих участков 3 или 5, в зависимости от направления смешения. В результате этого смещения уменьшается суммарная взаимодействующая поверхность токопроводящих . участков 3 и 5, с одной стороны; и участка 15, являющегося общей для них обкладкой, с другой стороны. Таким образом, в зависимости от величины этого смещения изменяется емкость конденсаторов С, И С, измерение которой позволяет определить эту величину. Для компенсации возможного в этот момент линейного перемещения по оси OZ служат токопроводящие участки 17 и 19 образующие совместно компенсаторный конденсатор С, величина емкости которого уменьшается при уменьшении расстояния между участком 15 и токопроводящими участками 2 и 7 пластины 1 из-за боковой деформации упругой диэлектрической прокладки 14, происходящей при этом, и одновременного увеличения расстония между участками 17 и 19, При этом из-за этого же явления происходит увеличение емкости конденсаторов С, и С .

Таким образом, при уменьшении расстояния между токопроводящим участком

15 и пластиной 1 одновременно увели-: чивается емкость конденсаторы С,и

С у а также уменьшается емкость компенсаторного конденсатора С в результате чего общая емкость соединенных согласно электрической схемы на фиг.2 конденсаторов С „ С и

С не зависит от линейных перемеще1 ний по оси OZ. Эта емкость не зависит и от перемещений по оси OY поскольху последние никак не влияют на емкость конденсаторов С,, С и С

Аналогичные процессы происходят и при перемещениях по оси ОУ, где емкость конденсаторов С, С, и С образованных соответствующими токопроводящими участками 2-15 15-4 и 1618, зависят только от линейных пере908

Ъ Сг

f5 t5 22

Составитель Е.Шелина

Редактор А,Шандор Техред М.Дидык Корректор Л, Патай

Заказ 511!/35 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1428 мещений по оси 07 и не зависит от линейных перемещений ОХ и OY.Òî÷íî так же линейные перемещения по осям ОХ и

OY не влияют на емкость конденсаторов

С» и С,, образованных токопроводящими участками 6-15 и 15-7, поскольку при любых значениях перемещений по осям ОХ и

OY величина взаимодействующей площади токопроводящих участков 6,7 и 15 оста-, ется постоянной из-за существенно большей площади токопроводящего участка 15 по сравнению с сую арной площадью токопроводящих участков 6 и 7.

Регистрирующая аппаратура, подсоединенная к комбинированному датчику . линейных перемещений через винты-выводы 8-13, фиксирует изменение емкости спаренных конденсаторов, которые после тарировки обеспечивают получение неоходимой информации о величине составляющих сложной пространственной деформации или перемещения точки контакта с тремя степенями свободы.

Формула изобретения

Емкостный датчик для измерения перемещений -по трем координатным осям, содержащий неподвижную пластину с двумя гокопроводящими участками, нанесенными в ее центре и кмеющими винты-выводы крепления, упругую диэлектрическую прокладку, размещенную на пластине со стороны токопроводящих участков и жестко связанную с ней, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с

1р целью повышения точности за счет исключения кинематической связи между деталями и уменьшения габаритов датчика, он снабжен четырьмя дополни". тельными токопроводяшими участками с

15 винтами — выводами крепления, нанесенными -на пластину и размещенными в зоне контакта пластины с диэлектрической прокладкой, выполненной в виде прямоугольного параллелепипеда, на все

20 грани которого, кроме контактирующей с пластиной, нанесены токопроводящие участки так, что грань, противоположную упомянутой зоне контакта, токопроводящий участок покрывает полно 6 стью, а дополнительные токопроводящие участки пластины сопряжены с токопроводящими участками других граней прокладки.