УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1970 года по МПК G01D5/246 

Известны устройства для измерения перемещений, содержащие шкалу, вынолненную в виде плоскопараллельного растра из электропроводящего материала на изоляционной основе, и отсчетное устройство с усилителем.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены емкостный токосъемник, подвижная пьезоэлектрическая пластина и генератор высокой частоты, возбуждающий бегущую ультразвуковую волну в пьезоэлектрической пластине, расположенной параллельно растру, а емкостный токосъемник, выполненный, например, в виде металлической обкладки, жестко связан с перемещающейся пьезоэлектрической пластиной.

Это позволяет упростить устройство и повысить точность измерений.

На чертеже показана схема устройства.

Оно состоит из шкалы 1, представляющей собой плоскую неэлектропроводящую пластину, на поверхности которой нанесен плоскопараллельный растр 2. Полосы растра выполнены из электропроводящего материала (алюминий, серебро и др.).

Пьезоэлектрическая пластина 3 (кварц, пьезокерамика) с одной стороны имеет сплошной электрод 4, а с другой - обращенную к растру систему электродов 5 в виде решетки, шаг которой равен длине ультразвуковой волны. На этой же стороне пластины помещен поглотитель ультразвуковых поверхностных волн, служащий для обеспечения бегущих пьезоэлектрических волн вдоль поверхности пластины 3. Съел электрических колебани) с фазой, пропорциоиальной неремещению, осуществляется токосъемником 7, выполненным, например, в виде металлической обкладки и жестко скрепленным с пластиной 3.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 8 высокочастотных электрических колебаний возбуждает посредством электродов 4 1} 5 ультразвуковую волну на поверхности пластины 3, обращенной к растру.

Распространяющая упругая волна в нластине 3 создает над ее поверхностью бегущее электрическое поле, которое индуцирует в штрихах растра шкалы переменные электрические сигналы. Эти сигналы снимаются емкостным токосъемником 7, перемещающимся совместно с пластиной. Для увеличения снимаемого сигнала размеры токосъемника выбраны такими, что он перекрывает несколько штрихов растра. Выходной сигнал устройства снимается между токосъемником и электродо 4 и усиливается в усилителе 9.

При перемсщеиии пластины 3 относительтга шкалы фаза сни.маемого сигнала непрерывно меняется относительно фазы колебаний генератора.

Дальнейшая обработка снимаемого сигнала может производиться известными способами.

Например, сигнал с выхода токосъемника поступает в усилитель и сравнивается в фазовом детекторе с сигналом генератора. Число фазовых циклов, соответствующих nepeMeaieнию, равному целому числу ультразвуковых полуволи, регистрируется счетчиком, а величина, лежащая внутри этого интервала - стрелочным прибором.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее шкалу, выполненную в виде плоскопараллельного растра из электропроводящего материала на изоляционной основе, и отсчетное усгройство с усилителем, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и иовышения точности измерения, в него введены емкостиый токосъемник, подвижная пьезоэлектрическая пластина и генератор высокой частоты, возбуждающий бегущую ультразвуковую волпу в пьезоэлектрической пластине, расположенной параллельно растру, а емкостный токосъемник, выполненный, например, в виде металлической обкладки, жестко связан с перемещающейся пьезоэлектрической пластиной.