Емкостной преобразователь линейного перемещения Советский патент 1992 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения пеоемещений.

Известно устройство (1), предназначенное для контроля размеров, содержащее по- тенциальный и секционированный измерительные электроды, компаратор тока в виде трансформатора тока, распределенный трансформатор, детектор, усилитель, показывающий прибор, контролируемый объект перемещаются в зазоре между электродами и изменяют в зависимости от своих размеров величину высокочастотного тока.

Основным недостатком устройства является ограниченность диапазона измеряемых величин, определяемого величиной зазора между электродами

Известно устройство для измерения линейных размеров (2), содержащее генератор, дифференциальный емкостный датчик,

два последовательных резонансных контура и усилитель, входная емкость которого образует с первыми двумя контурами резонансный контур. Контролируемый объект помещается в зазоре емкостного датчика и в зависимости от его размеров, изменяет резонансную частоту контура. Основными недостатками устройства являются ограниченность диапазона измерений, обусловленная конечной величиной зазора емкостного датчика, и сложность резонансной системы, состоящей из трех взаимосвязанных резонансных контуров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство (3), состоящее из неподвижных электродов в виде идентичных прямоугольных трапеций, подключенного к ним возбудителя и установленного неподвижным электродам с возможностью линейного перемещения

ioo

СА Ю 00

прямоугольного электрода. При перемещении подвижного электрода происходит изменение электрической емкости по дифференциальному закону, в результате чего напряжение между подвижным и не- подвижным электродами оказывается пропорциональным перемещению. Выходной сигнал снимается с подвижного электрода с помощью скользящего контакта, что снижает надежность измерений.

Цель изобретения - повышение надежности измерений. Тказанная цёль достига- ется тем, что в устройстве, содержащем расположенные в одной плоскости неподвижные электроды, выполненные в виде идентичных прямоугольных трапеций, подключенный к ним возбудитель и установленный параллельно неподвижным электродам с возможностью линейного перемещения относительно них с постоянным зазором прямоугольный электрод, перекрывающий неподвижные электроды в поперечном направлении, неподвижные электроды обращены один к другому боковыми сторонами, образующими прямой угол, прямоугольный электрод выполнен длиной, равной высоте трапецеидальных электродов, и заземлен, а возбудитель выполнен в виде автогенератора с LC-колебательным контуром, в который включены неподвижные электроды.

На чертеже изображен емкостной преобразователь перемещения. Преобразователь состоит из двух неподвижных электродов 1, выполненных в виде идентичных прямоугольных трапеций, подкяю- ченного к неподвижным электродам возбудителя 2 и подвижного прямоугольного электрода 3, который перемещается относительно неподвижных электродов с постоянным зазором.

Работает устройство по принципу LC- генератора с самовозбуждением, к катушке индуктивности которого подключены неподвижные электроды 1, выполняющие

роль пластин конденсатора переменной емкости.

Неподвижные электроды имеют функционально зависимую форму в виде прямо- угольных трапеций. При взаимном перекрытии неподвижных электродов подвижным прямоугольным электродом обеспечивается линейная зависимость периода колебаний генератора от величины перемещения. В исходном состоянии, при отсутствии перекрытия пластин, генератор возбуждается на частоте, определяемой величинами 1и С колебательного контура. Период этих колебаний принимается за нулевую точку отсчета перемещения. При перемещении подвижной пластины длительность периода колебаний возрастает пропорционально смещению и достигает максимальной величины при полном перекрытии пластин, т.е. достигается конечная точка отсчета перемещения.

Формула изобретения Емкостной преобразователь линейного перемещения, содержащий расположенные в одной плоскости неподвижные электроды, выполненные в виде идентичных прямоугольных трапеций, подключенный к ним возбудитель и установленный параллельно неподвижным электродам с возможностью линейного перемещения относительно них с постоянным зазором прямоугольный электрод, перекрывающий неподвижные электроды в поперечном направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения скользящего контакта, неподвижные электроды обращены один к другому одноименными боковыми сторонами, образующими прямой угол, прямоугольный электрод выполнен длиной, равной высоте трапецеидальных электродов, и заземлен, а возбудитель выполнен в виде автогенератора с LC-колебательным контуром, в который включены неподвижные электроды.

/

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение надежности емкостного преобразователя линейного перемещения за счет исключения скользящего контакта. Емкостной преобразователь содержит два неподвижных электрода, имеющих форму прямоугольной трапеции, и подвижный электрод, выполненный в виде проводящей прямоугольной пластины, которая заземлена. Неподвижные электроды подключены к LC-автогене- ратору, частота на выходе которого пропорциональна перемещению подвижного электрода.1 ил.