Емкостной преобразователь усилия Советский патент 1985 года по МПК G01L1/14 

1

Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно к весовой технике, и может при 4еняться в устройствах для измерения массы и силы.

I Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса емкостного преобразователя;

На чертеже схематично изображен емкостной преобразователь, общий вид.

Емкостной преобразователь для датчиков силы содержит основание 1 с неподвижными цилиндрическими экранами 2, вьтолненными в виде гребней и с установленными на изоляторах 3 . наружньм и внутренним электродами 4,- причем внутренний электрод состоит из двух частей 5 и 6, подвижного экрана 7, связанного с основанием

через упругий элемент 8.

-Емкостной преобразователь работает следующим образом.

При приложении измеряемого усилия Р упругий элемент 8 деформируется, в результате чего подвижный экран 7 выходит из межэлектродного зазора и тем самым увеличивает емкость преобразователя, которая пропорциональ..на измеряемому усилию Р. Подбором материалов с соответствующими тепловыми коэффициентами линейного расщирения внешнего электрода 4, частей 5 и 6 внутреннего электрода производится компенсация изменения модуля упругости материала упругого эле176186

мента 8, а также дрейфа начальной емкости емкостного преобразователя.

Например, если взять внешний электрод 4 из стали, а часть 6 внутреннего электрода из инвара, то при нагревании межэлектродный зазор в верхней части увеличивается, так как коэффициент линейного расщирения у стали больше, чем у инвара и, следовательно, чувствительность (пФ/мм) емкостного преобразователя уменьшается, при этом с повьщ1ением температуры уменьшается модуль упругости материала упругого элемента 8 и тем самым увеличивается чувствительность (мм/кг) последнего. Следовательно, уменьшение чувствительности емкостного преобразователя компенсирует увеличение чувствительности упругого элемента и в целом датчик силы имеет постоянную чувствительность при изменении температуры окружающей среды. Одновременно с повышением температуры, так как зазор уменьшается между частью 6 и электродом 4, увеличивается начальная емкость между последними элементами. для того, чтобы начальная емкость оставалась постоянной при изменении температуры,- часть 5 внутреннего электрода выполняют из алюминия, у которого коэффициент линейного расширения больше, чем у стали. Поэтому между нижней частью 5 электрода и электродом 4 зазор уменьшается и, следовательно, емкость в этой зоне увеличивается.

ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ . УСИЛИЯ, содержащий основание, упругий элемент, подвижньш и неподвижный , экраны, выполненные в виде коаксиально расположенных цилиндрических гребней, между которыми закреплены ци- линдрические электроды с различными температурными коэффициентами линейного расширения, причем подвижный экран связан с основанием через упругий элемент, отличающий ся тем, что, с целью уменьшения габаритов и веса, внутренний электрод выполнен из двух цилиндрических частей с различными температурными коэффи циентами линейного расширения и рав(П ными рабочими диаметрами, причем часть с меньшим коэффициентом линейного расширения расположена на участке рабочего зазора, а с большим вне его. а 00 о