Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений в машиностроении и приборостроении.
Известны емкостные датчики линейных перемещений, содержащие установленные параллельно одна другой измерительную и индикаторную пластины, на обращенных одна к другой поверхностях которых нанесено токопроводящее покрытие с периодически повторяющимся узором.
Недостатком этих датчиков является невысокая точность измерения из-за отсутствия коррекции накопленной систематической погрешности, вызванной, например, колебаниями температуры и колебаниями расстояния мел-:ду индикаторной и измерительной пластинами.
Предлагаемый емкостной датчик отличается от известных тем, что для повышения точности измерения он снабжен корректирующим устройством, выполненным в виде жестко связанной с измерительной пластиной профилированной линейки, профиль одной стороны которой очерчен по кривой, соответствующей функции накопленной систематической погрешности, а профиль другой - функции поправки на эту погрешность, и жестко связанных с индикаторной пластиной плоских электродов расположенных параллельно профилированной
линейке с двух сторон ее и образующих с ней емкости, которые соединены по балансной схеме с соответствующими емкостями, образованными индикаторной и измерительной пластинами.
На фиг. 1 схематически изображен описываемый датчик; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схема включения.
Емкостной датчик содержит измерительную пластину /, токопроводящий слой которой представляет собой растровую решетку 2, объединенную полосой 3, индикаторную пластину 4 с токопроводящим слоем в виде, например, четырех решетчатых электородов 5, 6,. 7 и 8, расстояние .между которыми равно i/4 шага решетки электродов, корректирующую профилированную линейку 9 и корректирующие электроды W, 11, 12 и 13, приче М электроды 10 и // сдвинуты вдоль оси профилированной линейки относительно электродов 12 и 13 на расстояние, равное длине электрода индикаторной пластины. Электрод 5 соединен с корректирующим электродом 10 и имеет общий контакт 14. Соответственно соединены электроды 7 и //, 6 и 12, 8 и 13, и.меющие общие контакты 15, 16 и 17, Контакты 14 и 15 соединены в одну балансную схему (фиг. 3), а контакты 16 и 17 - в другую. Обе балансмикрометра, содержащего двойной Т-образный днодный мост, балансировка которого осуществляется резисторами 18, 19, 20 и 21. Сопротивления 22 и 23 являются сопротивлениями индикаторных приборов.
Датчик работает следующим образом. На контакты 24 и 25 трансформатора (фиг. 3) подается напряжение питания рабочей частоты, индуцирующее ток во вторичной обмотке. При положительном полупериоде напряжения ток через диод и сопротивления 18 и 22 зарядит емкости 26 и 27, при отрицательном полупериоде - емкости 28 и 29. Емкости 26 -я. 27 ъ это время будут разряжаться через сопротивления 18 и 22, пропуская ток через сопротивления 22, противоположный току заряда емкостей 28 и 29. В последующий полупериод будут заряжаться емкости 26 и 27, а разряжаться емкости 28 и 29. Величина тока, проходящего через сопротивление 22, равна сумме токов /1 и /9, она зависит от соотношения величин емкостей 26, 27, 28 и 29. Если по величине сумма емкостей 26 и 27 будет равна сумме емкостей 28 и 29, то величина тока будет равна нулю. Такое равенство может возникнуть только при соответствующем смещении измерительной пластины датчика относительно индикаторной и не зависит от других факторов (влияния температуры и колебания расстояния между пластинами). Если величина емкости 26 равна нулю и емкости 29 тоже равна нулю, то суммарный ток, проходящий через сопротивление 22, будет равен нулю при условии, что емкости 26 и 29 равны, это будет соответствовать смещению измерительной пластины датчика относительно индикаторной пластины на -| щага. При наличии, например, накопленной систематической погрещности величина тока будет отличаться от точного расчетного значения.
Корректирующие емкости 27 и 29 сдвигают точки баланса токов /i и /2 вдоль оси профилированной линейки на такое расстояние, что влияние погрешности устраняется. Аналогично
работает нижняя часть схемы, но благодаря сдвигу решеток электродов на i/4 щага относительно рещеток верхней ветви точки баланса (т. е. точки, в которых /з /4) сдвинуты на 1/4 шага. Таким образом, если суммарный ток
первой ветви изменяется в зависимости от измеряемых перемещений по закону синуса, то суммарный ток второй ветви изменяется по закону косинуса, что дает возможность измерить как величину, так и направление перемещений.
Предмет изобретения
Емкостной датчик линейных перемещений,
содержащий установленные параллельно одна другой измерительную и индикаторную пластины, на обращенных одна к другой поверхностях которых нанесено токопроводящее покрытие с периодически повторяющимся узором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен корректирующим устройством, выполненным в виде л естко связанной с измерительной пластиной профилированной линейки, профиль одной
стороны которой очерчен по кривой, соответствующей функции накопленной систематической погрешности, а профиль другой - функции поправки на эту погрешность, и жестко связанных с индикаторной пластиной плоских
электродов, расположенных параллельно профилированной линейке с двух сторон ее и образующих с ней емкости, которые соединены по балансной схеме с соответствующими емкостями, образованными индикаторной и измерительной пластинами.
Й Й R Й ИI
n f r Г r pi H f 1 и M
ICM-i x4.b x-4-xV/
