Двухкоординатный емкостный датчик линейных перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/08 G01B7/06 G01B7/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля перемещений объектов по двум координатным осям, как взаимно перпендикулярным, так и гересекающимся под другим заданным углом.

Известен емкостный датчик определения положения объекта по двум координатам, содержащий две пары электродов. Один из электродов каж-г дои пары сопряжен с одним из двух роторов, а вторые электроды размещены на общем статоре Cl.

Датчик обеспечивает одновременное измерение крутильных и осевых колебаний роторов, однаконе позволяет осуществлять измерение линейных перемещений по двум координатам в плоскости.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двух{(оординатный емкостный датчик лигнейиых перемещений, содержащий пару плоских электродов, оЛин из которых выполнен в виде четырех секций, имеющих форму секторов и размещённых си1 йлетрично относительно начала координат, и две схемы преобразования емкости, каждая из которых подклю-

чена к одной из противолежащих пар секций; другой электрод совмещен с объектом С21.

Недостатком датчика является значительная погрешность измерений, обусловленная взаимным влиянием движения объекта по одной координате на точность определения его положе10ния по другой координате.

Цель изобретения - повьвйеиие тoч ности измерения перемещений по раз,личным координатным осям. .

15

Для достижения поставленной цели в двухкоординатном емкостном датчике линейных перемещений, содержащем пару плоских электродов, один из КОТО1ИЛХ выполнен в виде четырех сек-

20 ций, размещенных симметрично относительно начала координат, и две схемы преобразования емкости, каждая из которых подключена к одной из противолежащих пар секций, второй

25 электрод, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения, выполнен в виде параллелограмма, стороны которого параллельны направлениям контролируемых перемещений

30 объекта.

Кроме того, секции первого электрода выполнены в виде равнобедренных треугольников.

На чертеже представлена функциональная схема датчика.

Двухкоординатный емкостный датчик линейных перемещений содержит два плоских электрода 1 и 2. Электрод 1 выполнен в виде четырех секций З-б, которые попарно присоединены к двум схемам 7 и 8 преобразования емкости. Секции электро- да 1 имеют форму равнобедренных треугольников, обращенных вершинами к началу координат - центру электрода 1. Электрод 2 выполнен в виде параллелограмма, стороны которого параллельны направлениям X и Y контролируемых перемещений объекта. При контроле перемещений по двум взаимно перпендикулярным осям электрод 2 имеет вид квадрата. Выходы схем 7 и 8 подключены к двухканальному регистратору 9.

Двухкоординатный емкостный датчик линейных перемещений работает следующим образом.

При перемещении объекта, а вместе с ним и электрода 2, например, по направлению У изменяются емкости между секциями 3 и 5 электрода 1 и электродом 2. Эти изменения емкости преобразуются в электрический сигнал схемой 7 преобразования емкости и записываются регистратором 9 В этом случае емкости между секциями 4 и б электрода 1 и электродом 2 не изменяются, так-как их площади, перекрываемые электродом 2, не изменяются. При перемещении объекта и электрода 2 по направлению X изменяются .емкости между секциями 4 и б электрода 1 иэлектродом 2, которые преобразуются схемой 8 преобразования емкости в электрический сигнал и записываю ся регистратором 9. В эгом случае не изменяются емкости между секциями 3, 5 и электродом 2, так как их площади, перекрываемые

5 электродом 2, не изменяются. Благодаря этому исключается погрешность измерения из-за влияния движения по одной координате на точность .определения положения по другой

0 координате, вследствие чего повышается точность измерения перемещений.

Формула изобретения

5 1. Двухкоординатный емкостный датчик линейных перемещений, содержащий пару плоских электродов, один из которых выполнен в виде четырех секций, размещенных симметрично

0 относительно начала координат, и две схемы преобразования емкости, каждая из которых подключена к одной .из противолежащих пар секций, отличающийся тем, что, с

5 целью повышения точности измерения, .второй электрод, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения, выполнен в виде параллелограмма, стороны которого параллельны

Q направлениям контролируемых переме. щений объекта.

2. Датчик линейных перемещений по п.1, отличающийся тем, что секции первого электрода выполнены в виде равнобедренных треугольников. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 585444, кл. G 01 Р 15/02, 1976.

0 2. Авторское свидетельство СССР .№ 322605, кл. G 01 В 7/30, 1970 (прототип ).