Емкостной преобразователь перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских ееесаублик (11) 488979 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.01.74 (21) 1991459/25-28 с присоединением заявки. № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.10.75„Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования oIIBcGHHB 04 р2 7 01 Ь 7/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (5З) УДЫ 531.71 (088.8) (?2) Авторы изобретения

Э. М. Бромберг и В. С. Иванов

Куйбышевский филиал Всесоюзного института (?1) Заявнтель по проектированию организации энергетического строительства (54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике. Оно может быть использовано в, приборах и информационно-измерительных системах для высокоточного измерения ли нейных перемещений и всех неэлектрических величин, связанных с перемещением.

Известен I емкостный преобразователь

t перемещений, содержащий параллельные подвижный и неподвижный электроды, каждый из которых выполнен в виде двух разделенных диэлектрической прокладкой ,идентичных пластин, которые у одного из электродов расположены в одной плоскости, а у другого смещены одна относительно другом на известное расстояние в направле ни и раб о чего не рем ешения.

Недостатком известного преобразователя является необходимость представления всего рабочего участка его выходной харак-,go . теристики, соответствующего удвоенной амплитуде изменения входного параметра Х, одним и тем же отрезком параболы аХ + .т ЬХ+ с с постоянными коэффициентами

I а, Ь, с. Это вызывает появление значитель- ных погрешностей измерения, особенно на концах диапазона, и существенно снижает диапазон измерения перемещений.

Целью данного изобретения является повышение точности измерения перемещений за счет снижения погрешности аппроксима1 . ции и расширение рабочего диапазона пре образователя.

Эта цель достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительными подвижным и неподвижным электродами, идентичными один другому и пластинам основных электродов, и двумя рычагами с неодинаковым соотношением плеч, одни концы рычагов соединены вместе и предназначены для взаимодействия с измеряемым объектом, а другие концы соединены порознь с подвижными электродами.

На чертеже дана структурная схема емкостного преобразователя перемещений.

Он состоит из двух конденсаторов 1 и

2, рычагов 3 и 4-, имеющих коэффициенты передачи соответственно К и К2

488979

Конденсатор 1 выполнен в виде четырех идентичных друг другу пластин 5-8, причем пластины 5 и 6 подвижного электрода расположены в одной плоскости, а пластина 8 неподвижного электрода смещена относительно другой пластины 7 неподвижного электрода на известное расстояние Д Х эт в направлении рабочего перемещения, и диэлектрических прокладок 9 имеющих

Э 10 одинаковую ширину и расположенных на одной вертикали.

Электроды 10 и 11 конденсатора 2 идентичны друг другу и пластинам конденсатора 1. Начальные расстояния между пластинами 5 и 7 и пластинами 10 и

1 1 одинаковы.

Принцип действия описыгаемого устройства основан на том, что его функция преобразования с достаточной точностью может быть представлена некоторым числом отрезков прямых вида =B

35 ь,=ь(р,,р, „, N-N K — g

Емкостный преобразователь перемещений, содержащий параллельные подвижный и неподвижный электроды, каждый из которых выполнен в виде двух разделенных диэлектрической прокладкой идентичных пластин, оторые у одного из электродов расположены в одной плоскости, а у другого смещены одна относительно другой на; известное расстояние в направлении рабочего перемацения, о т л и ч а ю щ и йуо с я теь что, с целью расширения диапазона измерения, преобразователь снабжен дополнительными подвижным и неподвижным электродами, идентичными один другому и пластинам основных электродов, и двумя рычагами с неодинаковым соотношением плеч, одни концы рычагов соединены вместе и предназначены для взаимодействия с измеряемым объектом, а другие концы соединены порознь c". подвижными электро60 pawn. откуда где p p,, Q дестаДилизирую г " k щие факторы; ф — время.

Нестабильность коэффициентов а, g.

В иод влиянием дестабилизирующих факторов и временного дрейфа параметров устройства является источником погрешности измерения перемещений.

Для исключения влияния вариации ука занных параметров на точность измерения к измерительной схеме устройства в любой последовательности подключаются следующие пары пластин конденсаторов: 5 и

7, 6 и 8, 10 и 1 1. В результате трех тактов получаем систему уоавнений;

N,=-К,а;х ь; й2 К1(Х аХзт)3, b;

,=К,а х + ь;

;где К= — 2

К

К

Иэ выражения следует, что параметры функции преобразования а и не 9 входят в конечное выражение для измеряемого перемещения

Таким образом, точность измерения не зависит от дрейфа нуля и изменения чувст вительности под влиянием дестабилизирующих факторов и определяется только двумя параметрами: A Х и К которые эт всегда могут быть выполнены с достаточI ной степенью точности.

В данном преобразователе имеется возможность выбирать такие значения p,X и К, при которых все три измереэт ния находятся в пределах одного и того же участка аппроксимации выходной характеристики преобразователя. При этом по грешность аппроксимации снижается до необходимой величины и не влияет на точность преобразователя, Предмет изобретения

488979

Составитель Л 1 рщццна

Tex pea Г,дурилко Корректор Л.денискина

Редактор B д 6о6

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

3 аказ,57ф Изд. М tlat Тираж 782

Подписное