Емкостный весоизмерительный датчик

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к емкостным весоизмерительным датчикам. Датчик состоит из упругого параллелограмма 1 и дифференциального емкостного преобразователя, имеющего наружные электроды 2 и общий средний электрод 3. Наружные электроды 2 закреплены на неподвижной опоре параллелограмма 1, а электрод 3 - на другой опоре параллелограмма 1, к которой прикладывается измеряемый вес. Новым в устройстве является то, что габаритные размеры электрода 3 меньше размеров электродов 2 на три значения рабочего зазора между нижним наружным электродом 2 и средним электродом 3, а средний электрод 3 устанавливается так, чтобы верхний рабочий зазор между электродами 2 и 3 был меньше нижнего зазора на половину хода упругого параллелограмма 1 при номинальной нагрузке. Крепление электродов 2 и 3 осуществляется в пазах 6 и 7 диэлектрических пластин 4 и 5, которые укреплены винтами 8 к боковым поверхностям вертикальных опор параллелограмма 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)S Н 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР61ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4643774/24 (22) 19.12.88 (46) 30.08.91. Бюл. ¹ 32 (71) Киевское производственное обьединение "Веда" (72) Н.И.Гиржман, Н.А,Кот, Ю.А,Крыжановский, Л.Г.Миньковский, В,Г.Назаренко, Г.Н.Трифонов и А, И. Шурп ач (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1111033, кл. 6 01 6 3/08, 1983, Патент США ¹ 4750082, кл. Н 01 6 7/00, 1988. (54) ЕМКОСТНЫЙ ВЕСОИЭМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к емкостным весоизмерительным датчикам. Датчик состоит из упругого параллелограмма 1 и дифференциального.емкостного преобразователя, Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в точных электронных весах.

Целью изобретения является повышение точности емкостного весоизмерительного датчика эа счет улучшения линейности его характеристики и повышения стабильности при одновременном упрощении конструкции датчика.

На чертеже схематически изображен предлагаемый весоизмерительный датчик.

Датчик содержит упругий параллелограмм 1 и дифференциальный емкостный преобразователь, который состоит из узла неподвижных наружных электродов 2 и подвижного среднего электрода 3, являющего„„. Ы„., 1674276 А1 имеющего наружные электроды 2 и общий средний электрод 3. Наружные электроды 2 закреплены на неподвижной опоре параллелограмма 1, а электрод 3 — на другой опоре параллелограмма 1, к которой прикладывается измеряемый вес. Новым в устройстве является то, что габаритные размеры электрода 3 меньше размеров электродов 2 на три значения рабочего зазора между нижним наружным электродом 2 и средним электродом 3, а средний электрод

3 устанавливается так, чтобы верхний рабочий зазор между электродами 2 и 3 был меньше нижнего зазора на половину хода упругого параллелограмма 1 при номинальной нагрузке, Крепление электродов 2 и 3 осуществляется в пазах 6 и 7 диэлектрических пластин 4 и 5, которые укреплены OMH" тами 8 к боковым поверхностям вертикальных опор параллелограмма 1, 1 ил. ся общим для обоих конденсаторов, образующих дифференциальный емкостный преобразователь. Э7 ектроды емкостного преобразователя вфполнены в виде металлических пластин из листового материала (например, листа из алюминиевого сплава), помещаются во внутренней полости упругого элемента и установлены в держателях, выполненных в виде тонких пластин 4, 5 из диэлектрического: материала, в которых имеются пазы 6, 7 для фиксации в них электродов.

Пластины крепятся к боковым поверхностям упругого элемента винтами 8, За счет зазоров между винтами и стенками отверстий (которые могут иметь овальную

1674276 форму) можно при юстировке смещать средний электрод 3 и узел неподвижных наружных электродов 2 относительно друг друга вдоль оси, по которой происходит нагружение датчика, для выбора оптимального положения среднего электрода относительно наружных. Таким является положение, при котором до нагружения датчика средний электрод находится выше осевой линии узла наружных электродов на половину хода упругого элемента при полной нагрузке, а верхний рабочий зазор при этом на такую . же величину меньше ни>кнего. После нагружения датчика средний электрод окажется на такое >ке расстояние ниже осевой линии.

При этом отклонения характеристики датчика от линейной сводятся к минимуму.

Устройство работает следующим обраЗОМ, В процессе взвешивания при нагружении датчика упругий элемент деформируется, в результате чего средний, подвижный электрод емкостного преобразователя смещается относительно узла неподвижных наружных электродов. Это приводит к увеличению верхнего зазора и уменьшению нижнего, а значения емкости конденсаторов соответственно уменьшаются и увеличиваются, что регистрируегся вторичным преобразователем.

Что касается краевых емкостей, то их изменения при деформации упругого элемента также имеют противоположные знаки, а именно: в верхнем зазоре краевая емкость увеличивается, а в н лжнем — уменьшается. При условии, что средний электрод является общим, и его кромки участвуют в образовании краевой емкости как в верхнем, так и в нижнем зазорах, а габаритные размеры среднего электрода меньше соотвстствующлх размеров наружных электродов не менее чем на три значения рабочего зазора между средним и наружными электродами, указанные изменения краевых емкостей по величине практически одинаковы

5 и поэтому нелинейности не вносят, Формула изобретения

1. Емкостный весоизмерительный датчик, содержащий упругий параллелограмм и дифференциальный емкостный преобразо10 ватель, снабженный тремя параллельными электродами, причем два наружных электрода закреплены с помощью держателей на неподвижной вертикальной опоре параллелограмма, а средний электрод закреплен с

15 помощью держателя на вертикальной весоприемной опоре, при этом зазор между средним и верхним электродом меньше зазора между средним и нижним электродом, средний электрод выполнен в виде не20 экранированной металлической пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, габаритные размеры среднего электрода выполнены меньше соответствующих

25 габаритных размеров наружных электродов не менее чем на три величины зазора между средним и нижним электродами. при этом наружные электроды выполнены в виде неэкранированных металлических пластин, а

30 зазор между верхним и средним электродами выполнен меньше зазора между нижним и средним электродами на половину хода упругих элементов параллелограмма при номинальной нагрузке.

2. Датчик по и. 1, отличающийся тем, что держатели выполнены в виде плоских диэлектрических пластин с пазами под концы электродов и укреплены на боковых

40 поверхностях вертикальных опор упругого параллелограмма.

1674276

Составитель И. Чернявский

Редактор Т. Орловская Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 2930 Тираж 306 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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