ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК Советский патент 1973 года по МПК G01B7/06 

I

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано при разработке приборов контроля толщины текстильных волокон.

Известен высокочастотный емкостный датчик для контроля толщины диэлектрических, например текстильных, материалов, содержащий экранный корпус со щелевым вырезом, расположенный внутри этого корпуса колебательный контур, между электродами емкости которого располагается контролируемый материал.

Однако этот датчик не обеспечивает достаточной точности контроля из-за влияния «паразитиых емкостей.

Цель предлагаемого изобретения - иовыщение точности контроля.

Для этого колебательный контур предлагаемого датчика выполнен в виде коаксиального резонатора с распределенными постоянными относительно электропроводящего стержня, установленного коаксиально с экранным корпусом и HMeioniero верхнюю часть, плавно переходящую в электрод емкости, а нижнюю - в конденсатор связи.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 - принципиальная схема автогенератора, выполненного на туннельном диоде.

Предлагаемый датчик содержит стержень /

резонатора; потенциальную пластину 2 измерительного конденсатора; экран 3 датчика; потенциальный электрод конденсатора 4 связи; туннельный диод 5; переходный конденсатор 6;

резистор 7; дроссель 8; высокочастотный разъем 9; диэлектрик 10 конденсатора связи; кабель 1 типа РК; подстроечный винт /2; контролируемый материал 13; прижимной винт 14; высокочастотную .монтажную стойку /5; заземляющую шайбу 16.

Металлический стержень / резонатора вер.хЕюй частью плавно переходит в пластину 2, которая вместе с экраном 3 образует измерительный конденсатор. Стержень 1 резонатора и

измерительный конденсатор образуют контур генератора датчика. Нижний конец стерл :ня / также плавно переходит в цилиндр, который образует вместе с экраном 3 конденсатор 4 связи. Для увеличения емкости этого конденсатора между экраном 3 и цилиндром по периметру проложен диэлектрик 10. Нижний конец стержня / соединен с туннельным диодом 5, который прижимается к основанию стержня с помощью винта 14, и с переходным конденсатором 6. С помощью винта 12, который электрически соединен с экраном 3 через заземляющую шайбу 16, можно производить подстройку конденсатора связи. Питание генератора осуществляется через резистор 7, дроссель

8, укрепленный с помощью монтажной стойки

15, высокочастотный разъем 9 и кабель П. Заправка контролируемого материала 13 осуществляется через вырез в экране 3.

Датчик работает следующим образом.

Изменение толщины измеряемого материала 13 вызывает изменение емкости измерительного конденсатора, которое преобразуется генератором в изменение частоты. Переменное напряжение снимается с туннельного диода 5 и через переходной конденсатор 6, высокочастотный разъем 9 и кабель 11 поступает на измерительную схему. Таким образом, девиация частоты генератора пропорциональна изменению площади поперечного сечения измеряемого материала.

Такое выполнение датчика позволяет повысить его чувствительность за счет уменьшения паразитных емкостей, избавиться от дестабилизирующего воздействия материала (керамики), что повышает стабильность частоты автогенератора, упрощает конструкцию и уменьшает размеры датчика.

Кроме того, изготовление колебательного контура в виде коаксиальной резонансной линии уменьшает температурный коэффициент индуктивности (ТКИ) на высоких частотах, значительно повышает добротность колебательной системы, что позволяет уменьшить связь коптура с активным элементом. Все это приводит к увеличению стабильности генератора.

Предмет изобретения

Высокочастотный емкостный датчик для контроля толщины диэлектрических, например текстильных, материалов, содержащий экранный корпус со щелевым вырезом, расположенный внутри этого корпуса коле(бательный ICOHтур, между электродами емкости которого располагается контролируемый материал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, колебательный контур выполнен в виде коаксиального резонатора с распределенными постоянными относнтельпо электропроводящего стержня, установленного коаксиально с экранным корпусом, и имеющего верхнюю часть, плавно переходящую в электрод емкости, а нижнюю - в конденсатор связи.

//

.njn

L

Фи2.2