Емкостный преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности емкостного преобразователя линейных перемещений за счет ослабления наводок от экранированного токопровода 10, присоединяющего подвижный прямоугольный электрод 9 к источнику 11 питания переменного тока. Этот электрод установлен с возможностью линейного перемещения относительно неподвижной диэлектрической пластины 1, на которой закреплены три основных электрода 2, 3, 4 и три дополнительных электрода 5, 6 и 7, расположенных относительно основных с поворотом на 180°. Электроды 5 и 6 выполнены в виде равнобедренных треугольников, а электроды 2,4 и 5, 7 - в виде прямоугольных треугольников, гипотенузы которых отделены зазорами постоянной ширины от боковых сторон соответствующего равнобедренного треугольника. Подвижный электрод образует с этими треугольными электродами пары дифференциальных конденсаторов, емкости которых изменяются при перемещении подвижного электрода 9 и на них не оказывают влияния паразитные наводки от токопровода 10. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ угольный электрод 9 к источнику 11 питания переменного тока, Этот электрод установлен с возможностью линейного перемещения относительно неподвижной диэлектрической пластины 1, на которой закреплены три основных электрода 2, 3, 4 и три дополнительных электрода 5, 6 и 7, расположенных относительно основных с поворотом на 1800. Электроды 5 и 6 выполнены в виде равнобедренных треугольников, а электроды 2, 4 и 5, 7 — в виде прямоугольных треугольников, гипотенузы которых отделены зазорами постоянной ширины от боковых сторон соответствующего равнобедренного треугольника. Подвижный электрод образует с этими треугольными электродами пары дифференциальных конденсаторов, емкости которых изменяются при перемещении подвижного электрода 9 и на них не оказывают влияния паразитные наводки от токопровода

10, 1 ил. ченном объеме корпуса экранированного токопровода, что снижает точность измерений.

Известен емкостной преобразователь перемещений, содержащий неподвижную диэлектрическую пластину с расположенными на ее поверхности электродами, один из которых выполнен в виде равнобедренного треугольника, а два других, электрически связанных между собой, — в виде расположенных по обе стороны от первого электрода равновеликих прямоугольных треугольников, гипотенузы которых отделены зазорами постоянной ширины от боковых сторон равнобедренного треугольника, подвижную пластину, установленную в паГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4760230/28 (22) 18,09.89 (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Московский горный институт, Центральный аэрогидродинамический институт им, проф. Н.Е.Жуковского и Научно-производственное объединение "Исари" (72) В.А,Павленко, П.В,Миодушевский, С,А.Сергеев, Я.Н.Муджири, Р,Р,Ларин, Г.С.Тоноян и Г.И.Белоиваненко (56) Патент США ¹ 3860918, кл. G 08 С 19/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1465688, кл, G 01 В 7/00, 1987, (54) ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности емкостного преобразователя линейных перемещений за счет ослабления наводок от экранированного токопровода

10, присоединяющего подвижный прямоИзобретение относится к измерительной технике и приборостроению.

Известен емкостной преобразователь перемещений, содержащий неподвижную диэлектрическую пластину с двумя электродами и подвижную диэлектрическую пластину с третьим электродом, расположенными в корпусе, заполненном диэлектрической жидкостью, а также двухполюсный постоянный магнит, охватывающий корпус и передающий перемещение от измеряемого объекта подвижному электроду через магнитопровод, жестко связанный с подвижной пластиной.

Недостатком этого преобразователя является невозможность установки в ограни. Ж, 1765686 А 1

1765686 раллельной неподвижной пластине плоскости и с возможностью линейного перемещения в направлении изменения площади перекрытия неподвижных электродов прямоугольным электродом, размещенным на подвижной пластине и подключенным через питающий токопровод к источнику питания переменного тока.

Недостатком вышеуказанного емкостного преобразователя является недостаточная защищенность его от наводок, вызываемых переменным напряжением с токопровода на неподвижный электрод, что снижает точность преобразования перемещений.

Целью изобретения является повышение точности преобразования перемещений за счет ослабления наводок от токопровода.

Это достигается тем, что ем костной преобразователь перемещений, содержащий неподвижную диэлектрическую пластину, расположенные на ее поверхности электроды, один из которых выполнен в виде равнобедренного треугольника, а два других, электрически связанных между собой, — в виде расположенных по обе сторойы от первого электрода равновеликих прямоугольных треугольников, гипотенузы которых отделены зазорами постоянной ширины от боковых сторон равнобедренного треугольника, установленную с возможностью линейного перемещения в параллельной пластине плоскости в направлении изменения площади перекрытия этих электродов вторую диэлектрическую пластину с закрепленным на ней прямоугольным электродом и поикоепленный к этому электроду питающий токопровод,, предназначенный для присоединения к источнику питания переменного тока, снабжен тремя дополнительными неподвижными электродами, которые выполнены идентичными по форме первым трем электродам и размещены на первой диэлектрической пластине с поворотом на

180 относительно последних, питающий токопровод размещен симметрично относительно трех основных и трех дополнительных электродов, причем основной электрод, выполненный в виде равнобедренного треугольника, электрйчески связан с парой дополнительных электродов, выполненных в виде равновеликих прямоугольных треугольников, а дополнительный электрод, выполненный в виде равнобедренного треугольника, электрически связан с двумя основными электродами, выполненными в виде прямоугольных треугольников, На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Емкостной преобразователь перемещений содержит неподвижную диэлектрическую пластину 1 с расположенными на ее поверхности основными электродами, один из которых выполнен в виде равнобедренного треугольника 2, а два других, электрически связанных между собой, — в виде расположенных по обе стороны от первого электрода равновеликих прямоугольных треугольников 3 и 4, гипотенузы которых отделены зазорами постоянной ширины от боковых сторон равнобедренного треугольника 2, и дополнительными электродами 5, 6, 7, которые выполнены идентичными по

1 форме первым трем электродам и размещены с поворотом на 180 относительно последних, а также подвижную диэлектрическую пластину 8 с закрепленным на ней прямоугольным электродом 9, экранированный токопровод 10, подключающий подвижный электрод к источнику питания переменного тока 11, и измерительную схему 12.

Основной электрод 2, выполненный в виде равнобедренного треугольника, электрически связан с парой дополнительных электродов 6, 7 выполненных в виде равновеликих прямоугольных треугольников, образует с электродом 9 один измерительный конденсатор, а дополнительный электрод 5, выполненный в виде равнобедренного треугольника, электрически связан с двумя основными электродами 3, 4, выполненными в виде равновеликих прямоугольных треугольников, образует с электродом 9 другой измерительный конденсатор. Токопровод

10 расположен симметрично относительно основных и дополнительных электродов.

Измерительная схема 12 выполнена на ОУ постоянного тока, осуществляющих операции усиления переменного напряжения и его фазочувствительного детектирования.

В данной конструкции емкостного преобразователя перемещений одна паразитная емкость, образованная токопроводом

10 и электродом 4, подключена к первому входу измерительной схемы, а другая паразитная емкость, образованная токопроводом 10 и электродом 6, подключена ко второму входу измерительной схемы. При таком включении паразитных емкостей уровень наводок на каждый канал измерительной схемы 12 одинаков и не зависит от велйчины емкости измерительных конденсаторов.

Емкостной преобразователь перемещений работает следующим образом. При перемещении происходит изменение емкостей между электродами, расположенными на подвижной и неподвижной пластинах.

1765686

При этом, если емкость, образованная электродами 2 и 9, увеличивается, емкость, образованная электродами 6, 7 и 9, также увеличивается. А поскольку эти емкости включены относительно друг друга па- 5 раллельно, то увеличивается эффективная величина измеряемой емкости, пропорциональной величине перемещения, и увеличивается уровень входного сигнала, поступающего на измерительную схему 12, 10

В это же время емкости между электродами 3, 4 и 9, а также 5 и 9 уменьшаются, что позволяет увеличить крутизну входного сигнала. Наличие токопровода 10 приводит к появлению наводок на электродах 4 и 6, В 15 связи с тем, что электроды 4 и 6 идентичны по форме, то acr чина паразитных емкостей между этими электродами и токоп роводом 10 одинакова.

Включение одинаковых паразитных ем- 20 костей параллельно измеряемым емкостям позволяет компенсировать влияние наводоктокопровода на выходной сигнал преобразователя.

Формула изобретения

Емкостной преобразователь перемещений, содержащий неподвижную диэлектрическую пластину, расположенные на ее поверхности электроды, один из которых 30 выполнен в виде равнобедренного треугольника, а два других, электрически связанных между собой, — в виде расположенных по обе стороны от первого электрода равновеликих прямоугольг ых треугольников, гипотенузы которых отделены зазорами постоянной ширины от боковых сторон равнобедренного треугольника, установленную с возможностью линейного перемещения в направлении изменения площади перекрытия этих электродов вторую диэлектрическую пластину с закрепленным на ней прямоугольным электродом и прикрепленный к этому электроду питающий токопровод, предназначенный для присоединения к источнику питания переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования перемещений за счет ослабления наводок от токопровода, он снабжен тремя дополнительными неподвижными электродами, которые выполнены идентичными по форме первым трем электродам и размещены на первой диэлектрической пластине повернутыми на 180 относительно последних, питающий токопровод размещен симметрично относительно трех основных и трех дополнительных электродов, причем основной электрод, выполненный в виде равнобедренного треугольника, электрически связан с парой дополнительных электродов, выполненных в виде равновеликих прямоугольных треугольников, а дополнительный электрод, выполненный в виде равнобедренного треугольника, электрически связан с двумя основными электродами, выполненными в виде прямоугольных треугольников.