Емкостный преобразователь линейных перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещение малоиперционных; объектов в грэ виметрии и экспериментальной физике.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля за счет компенсации сил электромеханического взаимодействия потенциальных и измерительных электродов емкостного преобразователя.

На фиг. 1 изображена конструкция емкостного преобразователя линейных

10

кой 6 индуктивности, что повышает чувствительность преобразователя.

Емкостный преобразователь линейных перемещений работает следуюц;им образом.

В исходном положении межэлектродные зазоры преобразователя равны между собой. Соответственно равны между собой емкости конденсаторов во всех плечах моста, вследствие чего напряжение на его измерительной диагонали равно нулю. При перемещении подложки 5 в направлении X величины зазоров

между электродами 2 и 8 (обкладками)

перемещений; на фиг. 2 - злектричес- конденсаторов смежных плечст-Ь, Ь-с,

и d-с изменяются в противоположных направлениях. В результате происходит разбаланс моста и на выходе изМери- тельното блока 7 появляется напряже- 20 ние, пропорциональное величине контролируемого перемещения. Вследствие симметричности сил электромеханического воздействия между включенными по мостовой схеме электродами ,2, 4

рода 4 с объектом контроля (не пока- и 8 емкостного преобразователя, резан) предназначена установленная зультирующая (средняя на период на- с возможностью перемещения в направлении X изоляционная подложка 5. Параллельно измерительным электродам 2 подключена катушка 6 индуктивности и измерительный блок 7. Со стороны

ка.я схема включения его электродов. Емкостный преобразователь линейных перемещений содержит неподвижное изоляционное основание 1, на котором закреапены два плоскопараллельных измерительных электрода 2. Электроды 2 разделены воздушным зазором 3, в котором размещен подвижной потен- . цнальный электрод 4. Для связи электпряжения питания) с.ила электромеханического взаимодействия между подвижными (потенциальными) электрода- 30 ми 4 и 8 и неподвижными (измерительными) электродами 2 равна нулю во всем диапазоне перемещения. Благодаря этому устраняется обратное силовое воздействие преобразователя на об ъвнешних поверхностей измерительных электродов 2 на одинаковом расстоянии от потенциального электрода 4

закреплена пара дополнительных потен- 35 контроля и повышается точность циальных электродов 8 электрически измерения.

соединенных между собой и установлен- .Формула изобретения ных параллельно измерительным электродам. Между ними и первым потенЕмкостный преобразователь.линейциальным электродом включен источ- 40 ных перемещений, содержащий два заник 9 питания переменного тока высокой частоты.

Электрические емкости мвжэлектрод- ных зазоров образуют показанный на фиг. 2 емкостной измерительный мост. Конденсаторы в его плечах а-Ь и Ъ-с. образованы дополнительными потенциальными электродами 8 и обра1ценными к ним измерительными электродами 2, а конденсаторы в плечах с-с1 и а -d образованы первым потенциальным электродом 4 и поверхностями обращенных к нему измерительных злектр.одов 2 Частота напряжения источника 9 питания выбрана равной резонансной частоте колебательного контура, образованного эквивалентной емкостью измерительной диагонали а-с моста и катуш

кой 6 индуктивности, что повышает чувствительность преобразователя.

Емкостный преобразователь линейных перемещений работает следуюц;им образом.

В исходном положении межэлектродные зазоры преобразователя равны между собой. Соответственно равны между собой емкости конденсаторов во всех плечах моста, вследствие чего напряжение на его измерительной диагонали равно нулю. При перемещении подложки 5 в направлении X величины зазоров

и 8 емкостного преобразователя, ре зультирующая (средняя на период на-

пряжения питания) с.ила электромеханического взаимодействия между подвижными (потенциальными) электрода- 30 ми 4 и 8 и неподвижными (измерительными) электродами 2 равна нулю во всем диапазоне перемещения. Благодаря этому устраняется обратное силово воздействие преобразователя на об ърмула изобретения

Емкостный преобразователь.линейкрепленных на изоляционном основании плоскопараллельных измерительных электрода, размещенный в зазоре между ними на изоляционной подложке,

45 установленной с возможностью перемещения, потенциальный электрод, подключенный к измерительным электродам измерительный блок и источник питания переменного тока, о т л и ч а ю50 Щ и и с я тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля, он снабжен парой дополнительных электрически и механи55 чески с Цёдиненных между собой потенциальных электродов, установленных параллельно измерительным электродам, и подключенной параллельно измерительным электродам катушкой индуктив313238484

ности, вьйираемой из условия равенст- и частоты источника питания, который ва резонансной частоты колебательно- подключен между первым потенциальным го контура, образованного ею и экви- и парой дополнительных потенциальных валентной емкостью преобразователя, электродов.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повысить точность емкостного преобразователя линейных перемещений путем уменьшения обратного динамического воздействия на объект контроля за счет компенсации сил электромеханического взаимодействия его измерительных и потенциальных электродов. Преобразователь содержит два измерительных электрода 2, к которым подключены катушка 6 индуктивности и измерительный блок 7. В зазоре 3 между измерительными электродами установлен с возможностью перемещения первый потенциальньш электрод, а со стороны их внешних поверхностей - пара дополнительных потенциальных электродов 8, Измерительные и потенциальные электроды образуют емкостный измерительный мост. При перемещении потенциальных электродов 4, 8 происходит разбалан- сировка моста и на выходе измерительного блока 7 фиксируется напряжение, пропорциональное величине перемещения. Силы электрохимического взаимо- действия измерительных и потенциальных электродов взаимно компенсируются вследствие симметрии их расположения. Благодаря этому, практически устраняется обратное воздействие на объект контроля и повышается точность измерений. 2 ил. с оо ts5 со 00 1 оо

gjuff.z