Конденсатор для градуированияВыСОКОчАСТОТНыХ ЕМКОСТНыХ ВлАгО-MEPOB Советский патент 1981 года по МПК H01G5/26 

(54) КОНДЕНСАТОР ДЛЯ ГРАДУИРОВАНИЯ

ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЕМКОСТНЫХ ВЛАГОМЕРОВ

1

Изобретение, относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для градуирования высокочастотных емкостных влагомеров и определения характеристик преобразования измерительных преобразователей.

Известен емкостный датчик для измерения площади сечения цилиндрического тела, помещенного между обкладками конденсатора, выполненными в виде двухходовых ленточных винтовых поверхностей с осью, совпадающей с осью измеряемого тела 1,

Однако известный датчик не обеспечивает достаточной степени точности.

Известен также конденсатор переменной емкости, содержащий корпус, два неподвижных электрода с цилиндрической и конической рабочими поверхностями и соосно расположенный подвижный металлический сердечник с цилиндрической и конической рабочими поверхностями 2.

Однако известный конденсатор не обеспечивает заданной точности градуирования высокочастотных емкортных влагомеров, так как не позволяет получить законы изменения емкости и

тангенса угла диэлектрических потер конденсатора, отвечающие условиям градуирования влагомеров, а емкость не может изменяться с низкой частотой.

Цель изобретения - повышение точности градуирования.

Поставленная цель достигается тем , что в конденсаторе для градуирования

0 высокочастотных емкостных влагомеров, содержащем корпус,выполненный в виде полого диэлектрического цилиндра с размещенными на нем неподвижными электродами, выполненными в виде

5 ленточных спиралей, и подвижный сердечник, последний выполнен в виде усеченного конуса с цилиндрической направляющей, причем сердечник выполнен из трёх продольных пластин,

0 средняя из которых выполнена из диэлектрика или сегнетоэлектрика.

На фиг. 1 изображен конденсатор для градуирования высокочастотных емкостных влагомеров, общий вид; на

5 фиг. 2 - вариант подвижного сердечника конденсатора.

Конденсатор для градуирования высокочастотных емкостных влагомеров содержит неподвижные электроды 1,

0 выполненные в виде ленточных спиралей, расположенных на внешней поверности корпуса, выполненного в виде полого диэлектрического цилиндра 2 и подвижный сердечник 3, выполненны в виде усеченного конуса с цилиндрической направляющей. Подвижный сердечник 3 состоит из трех продольных пластин, средняя 4 из которых выполнена из диэлектрика или сегнетоэлектрика, а две крайние металлические пластины5 имеют выводы 6. На изоляционной втулке 7, соединенной с полым диэлектрическим цилиндром 2, например, склеиванием, имеются выводы 8, которые припаяны легкоплавким припоем к неподвижным электродам 1, Пластины 4 и 5 сердечника 3 могут быть соединены склеиванием.

Если емкость конденсатора не требуется изменять с низкой частотой, то пластина диэлектрика 4 может быт установлена в пазу подвижного сердечника 3 (фиг. 2) . Цилиндрическая) поверхность 9 сердечника 3 служит направляющей при перемещении внутри полого диэлектрического цилиндра 2,

Для повышения точности отсчета при градуировании подвижный сердечник 3 может быть соединен с микрометрическим винтом (на чертеже не показан).

С целью расширения диапазона изменения емкости конденсатора полый диэлектрический цилиндр 2 с электродами 1-может быть выполнен, например, из пленки типа ФДМ-ЗМ (толщина лавсановой основы 0,075 мм, толщина медной фольги 0,075 мм), а средняя пластина 4 - из сегнетоэлектрика типа ВК-4, диэлектрическая проницаемость которого , или прессматериала АГ-4 (фиг. 2).

Для получения, характеристик конденсатора, соответствующих градуировочным зависимостям влагомеров, можно изменять геометрические размеры и материал диэлектрической пластины 4, а также форму поверхности усеченного конуса.

Конденсатор работает следующим образом. .

При перемещении подвижного сердечника 3 эа счет перекрытия неподвижных электродов 1 металлическими пластинс1ми 5 эффективное расстояние между электродами уменьшается, что лриводит к увеличению емкости конденсатора. Возрастание емкости конденсатора происходит за счет перекрытия неподвижных электродов 1 пластиной диэлектрика 4, диэлектрическая проницаемость которого больше диэлектрической проницаемости воздуха.

Приращение емкости конденсатора также зависит и от воздушного заэор между внутренней поверхностью полог о диэлектрического цилиндра 2 и поверхностью усеченного конуса подвижного сердечника 3. При перемещении подвижного сердечника 2 изменяется и тангенс угла диэлектрических потерь конденсатора, который зависит от тангенсов углов диэлектрических потерь пластины диэлектрика 4 и полого диэлектрического цилиндра 2, их геометрических размеров, перекрытия электродов 1 усеченным конусом подвижного сердечника 3, соотношения толщины пластин 4 и 5.

При подключении конденсатора для градуирования в схему влагомера параллельно емкостному датчику влагомера путем перемещения сердечника 3 задают различные значения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь конденсатора и в соответствии с градуировочными характеристиками влагомера определяют влажность материала, которая отмечается на шкале влагомера.

В случае подключения конденсатора для градуирования влагомера с экстремальным уравновешиванием резонансного контура пластины 5 конденсатора через выводы 6 подключаются к ксточнаку переменного напряжения ЛИЗКОЙ частоты прямоугольной формы (на чертеже не показан).

Переменное электрическое поле низкой частоты изменяет диэлектрическую проницаемость пластины 4 из согнетоэлектрика, изменяя и емкость конденсатора для .высокочастотного (слабого) поля с той же частотой. Огибающая модулированного напряжения с резонансного моста используется для перемещения подвижного сердечника эталонного конденсатора в положение, соответствующее резонансу в контуре с емкостным датчиком и эталонным конденсатором влагомера. Каждому положению подвижного сердечника 3 соответствует определенное положение подвижного сердечника эталонного конденсатора И определенное значение влажности по шкале влагомера.

Выполнение подвижного сердечника конденсатора в виде усеченного конуса, состоящего из трех продольных пластин, средняя иэ которых выполнена из диэлектрика (сегнетоэлектрика), позволяет получить зависимости емкости и тангенса угла диэлектрических потерь от перемещения подвижного сердечника конденсатора,соответствующие градуиройочным зависимостям высокочастотных влагомеров с емкостным датчиком, а следовательно, повысить и точность градуирования.

Формула изобретения

виде полого диэлектрического цилиндра с размещенными на нем неподвижными электродами, выполненными в виде ленточных спиралей, и подвижный сердечник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуирования, подвижный сердечник выполнен в виде усеченного конуса с цилиндрической направляющей, причем сердечник выполнен из трех продольных пластин, средняя из которых выполнена из диэлектрика .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Авторское свидетельство СССР № 277281, кл. G 01 В 7/32, 1969.

г 1