Емкостной датчик перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение диапазона измерения емкостного датчика перемещений . Датчик содержит токовый электрод, секции 1-4 которого размещены на одной стороне поверхности диэлектрической пластины 5 и соединены через три в четыре группы. Потенциальный электрод датчика состоит из параллельно соединенных секций 6, расположенных на другой диэлектрической пластине 7, которая может перемещаться относительно неподвижной пластины 5 в направлении изменения площади их взаимного перекрытия. Группы нечетных 1 и 3 и четных 2 и 4 секций токового электрода образуют относительно секций 6 потенциального электрода два дифференциальных конденсатора, соединенные соответственно с вторичными преобразователями 8 и 9 величины их емкости в электрические сигналы. Генератор 10 питания соединен с секциями потенциального электрода 7 и с преобразователями 8 и 9. На выходе этих пpeoбpaзoвateлeй включены формирователи 11 и 12 прямоугольного напряжения, выходы которых подключены к входу блока 13 для определения величины и направления перемещения. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТББ НЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4729094/28 (22) 14.08.89 (46) 07,12.91. Бюл. М 45 (71) Московский горный институт (72) В.А.Павленко (53) 621.317.39;531.71(088.8) (56) Патент США

М 3860018, кл, 6 08 С 19/10, 340/200, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 1252653, кл. G 01 В 7/00, 1985. (54) ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение диапазона измерения емкостного датчика перемещений. Датчик содержит токовый электрод, секции 1 — 4 которого размещены на одной стороне поверхности диэлектрической пластины 5 и соединены через три в четыре

„„!Ж„„1696846 А1 группы, Потенциальный электрод датчика состоит из параллельно соединенных секций 6, расположенных на другой диэлектрической пластине 7, которая может перемещаться относительно неподвижной пластины 5 в направлении изменения площади их взаимного перекрытия. Группы нечетных 1 и 3 и четных 2 и 4 секций токового электрода образуют относительно секций 6 потенциального электрода два дифференциальных конденсатора, соединенные соответственно с вторичными l1p8 образователями 8 и 9 величины их емкости в электрические сигналы. Генератор 10 питания соединен с секциями потенциального электрода 7 и с преобразователями 8 и 9. На выходе этих преобразователей включены формирователи 11 и 12 прямоугольного напряжения, выходы которых подключены к входу блока 13 для определения величины и направления перемещения, 1 ил.

1696846

Составитель С.Скрыпник

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор А. Мотыль

Заказ 4295 Тираж 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

Изобретение относлтся к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение диапазона измерения емкостного датчика перемещений, На чертеже представлена блок-схема емкостного датчика перемещений, Датчик содержит разделенные на секции потенциальный и токовый электроды, установленные с возможностью относительного перемещения в направлении изменения площади их взаимного перекрытия, Токовый электрод состоит из нескольких идентичных секций, например 1, 2, 3 и 4 и т.д., которые размещены на одной стороне диэлектрической пластины 5. Секции 6 потенциального электрода размещены на второй диэлектрической пластине 7, установленной параллельно первой пластине.

Секции токового и потенциального электродов имеют одинаковые размеры.

Расстояние между секциями потенциального электрода равно их ширине, а расстояние между секциями токового электрода равно половине ширины секций. Секции токового электрода соединены между собой через три секции с образованием четырех групп, четные и нечетные группы из которых, например группы секций 1 — 3 и 2-4, образуют с параллельно соединенными секциями 6 потенциального электрода два дифференциальных конденсатора, Минимальное количество секций токового электрода равно четырем, а минимальное количество секций потенциального электрода равно трем. Нечетные группы секций 1 и 3 подсоединены к входам вторичного преобразователя 8, емкости одного дифференциального конденсатора в электрический сигнал. К входам аналогичного вторичного преобразователя

9 присоединены четные группы секций 2 и

4 второго дифференциального конденсатора емкостного датчика. Питающий генератор 10 присоединен к параллельно соединенным секциям б потенциального электрода и к питающим входам вторичных преобразователей 8 и 9, к выходам которых присоединены формирователи 11 и 12 прямоугольного напряжения. Выходы формирователей 11 и 12 прямоугольного напряжения подключены к входам блока 13 накапливающего типа, в котором осуществ5 ляется измерение величины и направления перемещения по количеству и полярности поступающих на него импульсов, Датчик работает следующим образом, При изменении площади перекрытия

10 секций 1 — 4 токового и секций 6 потенциального электрода происходит встречное изменение емкости обоих дифференциальных конденсаторов датчика, что приводит к формированию на выходах вторичных пре15 образователей 8 и 9 двух сигналов, сдвинутых по фазе на 90 град. Зти сигналы преобразуются с помощью формирователей 11 и 12 в прямоугольные импульсы напряжения, поступающие на входы блока

20 13, выполненного в виде, например, реверсивного счетчика импульсов.

Емкостной датчик позволяет измерять величину и направление перемещения в диапазоне О, равном п Ь, где n — количество

25 секций токового электрода; b — ширина его одной секции, Таким образом, выбирая ширину и количество секций, можно варьировать диапазоном измерения в достаточно широких пределах.

Формула изобретения .Емкостной датчик перемещений, содержащий разделенные на секции потенциальный и токовый электроды, установленные с

35 возможностью относительного перемещения в направлении изменения площади их взаимного перекрытия, ширина секций потенциального электрода равна расстоянию между ними, а также ширине секций токово40 го электрода, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расши рения диапазона измерения, секции токового электрода размещены одна от другой на расстоянии, равном половине ширины од45 ной секции, и электрически соединены между собой через три.секции с образованием четырех групп секций, четные и нечетные группы секций из которых образуют с параллельно соединенными секциями по50 тенциального электрода два дифференциальных конденсатора,