Датчик изменения емкости Советский патент 1981 года по МПК G01R27/26 H01L41/00 

(54) ДАТЧИК ИЗМЕНЕНИЯ ЕМКОСТИ

Изобретение относится к автоматике преобразовательной и вычислительной техники к может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных н рвзснансных схемах для электрического и.змерения неэлектрических величин, в частности для измерения емкости, управляемой механическим способом. Известны датчики изменения емкости, в которых для преобразования емкости в электрический сигнал используются различные электронные схемы, в которых управляемым параметром является величина измеряемой емкости, наприглер датчик, состоящий из резонирующего элемента и измеряемого кон денсатора 1 . Недостаток устройств - сложность схемы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик изменения емкости, содержащий генератор, регистрирующий прибор и резонирующий элемент, в качестве которого использован резонансный койту к которому параллельно подключен под строечный конденсатор 2. К недостаткам устройства относятс наличие не выходе небольшого сигнала (до нескольких вольт), получение же, например, десятков вольт связано-уже с большими трудностями; сравнительная громоздкость и сложность схем. Цель изобретения - повьииение чувствительности датчика. поставленная цель достигается тем, что в датчике изменения емкости, содержащем генератор, регистрируюший прибор, резонирующий элемент и управляемый конденсатор, резонирующий элемент выполнен в виде пьезоэлектрического трансформатора сдвига, выходная секция которого является одной из обкладок управляемого конденсатора. На чертеже представлена схема датчика, включенного в цепь переменного напряжения. Датчик состоит из пьезоэлектрического трансформатора 1 сдвига, электроды выходной секции которого подсоединены к генератору 2, а электрод выходной (генераторной) секции является в то же время .обкладкой управляемого конденсатора 3. Другая обкладка конденсатора 3 подключена электрически к заземленной секции пьезоэлектрического трансформатора. Управляемой конденсатор 3 подключен к регистрирующему прибору 4. Пpepывиcты да

стрелками показаны направления поляризации пьеэозлектричбского трансформатора 5 о Сплошными ст ралкаьШ. указано возможное.механическое возлзйствие на обкладку конденсатора 6-.

Датчик изменения емкости работаеа

следующим образом.

Электрическое напряжение от генератора 2 подается на пьезоэлектрический трансформатор 1 с частотой, равной резонансной частоте собственных механических колебаний пьезоэлектрического трансформатора. При изменении емкостной нагрузки коэффициент трансформации изменяется, и если сигнал на входе трансформатора не изменяется, то выходное напряжение в линейной области его изменения, обратно пропорционально емкости образца. Если обкладки конденсатора механически сдвигать или раздвигать, как показано сплошными .стрелками, то датчик будет иметь на выходе сигнал, прямо пропорциональный расстоянию между пластинами.

Преимуществом данного датчика является. , во-первых, простота, а вовторых, возможность получить на выходе сигнал до сотни вольт при незначительном напряжении на входе трансформатора. Это возможно благодаря товд/, что коэффициент трансформации пьеэстра1-а:;фррматс,ров сдвига может достигает нескольких сотен единиц.

Формула изобретения

Датчик измекекия емкости, содержащий генератор, регистрирующий прибор, резонирующий элемент и управляемый конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения .чувствительности, резонирующий элемент выполнен : виде пьезоэлектрического трансформатора сдвига, выходная секци которого является одной из обкладок управляемого конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Вариконды в электронных импульсных схемах. Под. ред. В.Ю.БулыСоа радио , 1971,

бенко. М., с. 272.

Энергия, 1966, с. 271 (прототип).