Емкостно-индуктивный преобразователь перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ц 464776

Союз Советскйх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.05.73 (21) 1927978/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.03.75. Бюллетень М 11

Дата опубликования описания 30,06.75 (51) М. Кл. G Olb 7. 08

G 01b 7/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.7:531.14 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. T. Артамонов и Н. П. Волков

Московский институт электронного машиностроения (71) Заявитель (54) ЕМКОСТИО-ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение может быть использовано в различных устройствах, автоматики, измерительной и вычислительной техники в качестве преобразователя перемещений.

Для преобразования механических перемещений в электрический сигнал в технике широко применяются датчики с емкостными и индуктивными преобразователями.

Для получения более высокой чувствительности и меньшей погрешности линейности выходных характеристик этих датчиков с одной измерительной схемой используют одновременно емкостной и индуктивный преобразователи.

Основой этих устройств является индуктивный преобразователь малых линейных перемещений, состоящий из катушки индуктивности и расположенного вблизи нее проводящего тела, выполняющего функции электромагн итного экрана. При перемещении тела изменяются параметры иядуктивной катушки (индуктивность катушки увеличивается при удалении тела от нее и, наоборот, уменьшается при приближении тела к катушке).

Для совмещения в одном устройстве двух преобразователей — индуктивного и емкостного — на торце катушки индуктивности дополнительно укрепляют плоскую проводящую пластинку или кольцевой, или круглой формы (в зависимости от конструкции преобразователя). В результате этого образуется емкостной преобразователь, у которого неподвижной обкладкой является неподвижная, пластина, а подвижной — проводящее тело.

5 Однако в таких устройствах укрепленная на катушке проводящая пластина является для последней неподвижным электромагнитным экраном, снижающим ее индуктивность, что приводит к уменьшению чувствительности

10 индуктивного преобразователя. Кроме того, эта пластина оказывает экранирующее действие на подвижное тело, перемещение которого необходимо измерять, что также снижает чувствительность индуктивного преобразовате15 ля. Для устранения этих недостатков неподвижная пластина выполняется или .в виде кольца, внутренний диаметр которого должен быть значительно больше внешнего диаметра катушки, или в виде диска, диаметр которого

20 должен быть существенно меньше внутреннего диаметра катушки. Но это приводит к снижению чувствительности емкостного преобразователя, так как она,пропорциональна площади перекрытия пластин.

25 Цель изобретения — повышение чувствительности емкостно-индуктивного преобразователя без усложнения его конструкции.

Для этого в предлагаемом устройстве проводящая пластина выполнена разрезанной по

ЗО радиусу катушки на отдельные части, соеди464776

Предмет изобретения

Составитель Г. Белов

Техред О. Гуменюк

Корректор Н. Увакина

Редактор T. Иванова

Заказ 1553/2 Изд. ¹ 596 Тираж 782 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и от.;рытнй

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ненные электрически только в одном месте, например под центром катушки.

На чертеже изображена принципиальная схема конструкции емкостно-индуктивного преобразователя.

В зазоре Л между индуктивной катушкой 1 и проводящим телом — электромагнитным экраном 2 — помещена, примыкая к торцу катушки, неподвижная проводящая пластина 3.

Она состоит из двух одинаковых близко расположенных половин 3 и 3", соединенных электрически в центре. Перемещения экрана 2 обозначены через х.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении подвижного экрана 2 относительно,индуктивной катушки 1 (х О) изменяется зазор Л. В результате этого изменяются индуктивность катушки 1 (при уменьшении Л индуктивность уменьшается, а прп увеличении Л увеличивается) и емкость между пластинами 2 и 3 конденсатора (при уменьшении Л емкость увеличивается, а при увеличении Л уменьшается) . Одновременные изменения индуктивности и емкости устройства могут быть измерены одной измерительной схемой, например мостовой.

Известно, что плотность вихревых токов в сплошном электромагнитном экране имеет максимальное значение непосредственно под катушкой возбуждения и падает вдоль радиуса по мере удаления от окружности ее среднего диаметра. Наличие прорезей в пластине

3 обрывает путь замыкания основной части вихревых токов, проходящей по окружности среднего диаметра Р„катушки 1 и показанной на чертеже пунктиром. Это приводит к резкому уменьшению вихревых токов, что

5 уменьшает в значительной степени воздействие пластины 3 на параметры индуктивной катушки и позволяет заменить кольцевую пластину диском, размеры которого не ограничиваются размерами катушки и могут быть лю10 быми, Это позволяет за счет увеличения габаритов неподвижной пластины до габаритов индуктивной катушки и более значительно повысить чувствительность вмкостного преобразователя, а за счет обрыва пути замыкания

15 вихревых токов увеличить чувствительность индуктивного преобразователя.

При этом, пластина 3 может иметь любые размеры и конфигурацию и состоять из нескольких частей, соединенных электрически в

20 одной точке.

Емкостно-индуктивный преобразователь пе25 ремещений, содержащий катушку индуктивности с укрепленной на ее торце неподвижной проводящей .пластиной, и подвижный электромагнитный экран, о тл ич а ю щий с я тем, что, с целью повышения чувствительности пре30 образователя, неподвижная проводящая пластина выполнена разрезанной по радиусам катушки на отдельные части, соединенные электрически в одном месте, под центром катушки.