Емкостный датчик перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность емкостного датчика перемещений. Датчик содержит две электропроводные пластины 1 и 2, на одной из которых в выемке 6 размещен капельный электрод из электропроводной жидкости 5, закрытый диэлектрической пленкой и погруженный в диэлектрическую жидкость 7. При изменении зазора между пластинами 1 и 2 происходит деформация капельного электрода, вследствие чего изменяется площадь изолированного контактного пятна между этим электродом и электропроводной пластиной 1. Благодаря этому существенно изменяется емкость датчика и увеличивается крутизна его характеристики преобразования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1516744 A 1 (51)4 с о1 в 7уоо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф ьВ оР

1 (21) 4318872/25-28 (22) 19.10.87 (46) 23.10.89 ° Бюл. 1Г 39 (71) Таллиннский политехнический институт (72) М.Э.Аяотс, P.À.Ëààíåîòñ и M.È.Tàìðå (53) 621 317.39:531 7 (о88.8) (56) Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования. - M.: Машиностроение, 1965, с. 615. (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность емкостного датчика

2 перемещений. Датчик содержит две электропроводные пластины 1 и 2, на одной из которых в выемке 6 размещен капельный электрод из электропроводной жидкости 5, закрытый диэлектрической пленкой и погруженный в диэлектрическую жидкость 7. При изменении зазора между пластинами 1 и 2 происходит деформация капельного электрода, вследствие чего изменяется площадь изолированного контактного пятна между этим .электродом и электропроводной пластиной 1. Благодаря этому существенно изменяется емкость датчика и увеличивается крутизна его характеристики преобразования. ил.

1516744

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных преобразователях для измерения малых перемещений.

Целью изобретения является повышение чувствительности емкостного датчика перемещений путем изменения эффективной площади электропроводных пластин (электродов датчика) ° одновременно с изменением расстояния (зазора) между ними.

На чертеже схематично представлен емкостный датчик перемещений, разрез.

Емкостный датчик перемещений содер-,5 жит две электропроводные пластины 1 и 2, установленные с возможностью изменения зазора между ними. На периферии одной из пластин 2 размещено ограничительное кольцо 3, выполненное из диэлектрического материала. Между электропроводной пластиной 2 и ограничительным кольцом 3 герметически закреплены концы диэлектрической пленки

4 из упругого материала, которая зак- 25 рывает капельный электрод из электропроводной жидкости 5. Этот электрод размещен в выемке 6, выполненной в центре электропроводной пластины 2, и погружен в диэлектрическую жидкость

7, заполняющую объем между поверхностью этой пластины 2 и диэлектрической пленкой 4. Межфазное натяжение на границе электропроводной и диэлектрической жидкостей 6 выбрано из условий: т.9.x+ эх. 9. х т. э. т-9 *

7 (p Эф

+ gg. 9.ж пл,g.a 0+ 3» где — коэффициент межфазного >О эх 9.ж натяжения на границе электропроводной и диэлектрической жидкостей;

6,„ — коэффициент межфазного

45 пластины с выемкой и электропроводной жидкостью капельного электрода;

6, - коэффициент межфазного натяжения на границе электропроводной пластины 2 и диэлектрической жидкости 7;

6„„ - коэффициент межфазного натяжения на границе диэлектрической пленки

4 и диэлектрической жидкости 7;

6„ „ - коэффициент межфазного натяжения на границе . диэлектрической пленки

4 и электропроводной жидкости 5.

Емкостный датчик перемещений работает следующим образом.

При изменении зазора между электропроводными пластинами 1 и 2 в направлениях Х происходит деформация капельки электропроводной жидкости 5, изменяется площадь изолированного пленкой 4 контактного пятна между этим капельным электродом и электропроводной пластиной 1, что приводит к изменению эффективной площади электродов и зазора в емкостном датчике. Поскольку зазор между электродными пластинами датчика в области контактного пятна равен толщине диэлектрической пленки 4, которая меньше расстояния между пластинами 1 и 2, изменение площади этого пятна приводит к существенному изменению емкости датчика, что увеличивает крутизну характеристики преобразования датчика.

Описанное соотношение коэффициентов межфазного натяжения предотвращает растекание капельки электропроводной жидкости 5 по электропроводной пластине 2 или диэлектрической пленке

4, обеспечивая, кроме того, смачивание пластины 2 и пленки 4 диэлектрической жидкостью, что позволяет сохранить форму и выходные характеристики емкостного датчика.

Формула изобретения

Емкостный датчик перемещений, содержащий две установленные с возможностью изменения зазора между ними электропроводные пластины и размещенное на периферии одной из них ограничительное кольцо из диэлектрического материала, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,он снабжен капельным электродом из электропроводной жидкости и закрывающей его диэлектрической пленкой из упругого материала, концы которой герметично закреплены между электропроводной пластиной, и размещенным на ней ограничительным кольцом, в этой же пластине выполнена выемка в центре для размещения в ней капельного электрода, а объем между поверхСоставитель M.Ëàâàðèøåê

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олийнык Корректор И.гаврош

Заказ 6371/37 Тираж 683 Подписное

BHHHARГ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина,101

5 1516744 ностью этой пластины и диэлектрической пленкой заполнен диэлектрической жидкостью с межфазным натяжением на границе между нею и электропроводной жидкостью капельного электрода, выб5 раиным из условий

+6 ))9 Й э». g% т эз + т 9Ф

4.б ъ6 ел. эл „э.* 9» ал.9» + ïë. эу

10 где b „ - коэффициент межфазного натяжения на границе электропроводной и диэлектрической жидкостей;

6, - коэффициент межфазного на- 5 тяжения на границе пласти6 ны с выемкой и электропроводной жидкостью капельного электрода; коэффициент межфазного натяжения на границе пластины с выемкой и диэлектрической жидкостью; коэффициент.межфазного натяжения на границе пленки и диэлектрической жидкости коэффициент межфазного натяжения на границе пленки и электропроводной жидкости.