Датчик перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01D5/12 G08C9/00 

(54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к датчикам перемещений.

Известен датчик, перемещений, содержащий чувствительный элемент Холла, расположенный на подвижном щтоке между полюсными наконечниками постоянных магнитов 1.

Недостаток известного устройства .состоит в невозможности получения ступенчатой характеристики преобразования с переменной крутизной и в невозможности работы в больщом диапазоне измерения перемещений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик перемещений, содержащий якорь, выполненный из пластины электрета с проводящими полюсными пластинами, между которыми расположены чувствительные элементы, выполненные из сегнетопленки, на нижней стороне которой размещены пластины измерительных электродов 2.

Недостаток этого устройства ..состоит в недостаточно высокой точности преобразования и в сравнительно невысокой надежности работы в системах автоматического управления.

Цель изобретения - повышение точности и надежности датчика перемещений.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике перемещений на верхней поверхности сегнетопленки чувствительных элементов размещены проводящие пластины перпендикулярно пластинам измерительных электродов.

На фиг. 1 показан чувствительный эле10мент с четным числом пластин на верхней поверхности сегнетопленки, общий вид; на фиг. 2 - элементС нечетным числом проводящих пластин, ВИД спереди; на фиг. 3 - то же, вид слева; на фиг. 4 - статическая 15 характеристика элемента на фиг. 1; на фиг. 5 характеристика элемента на фиг. 2 и 3.

Датчик перемещений содержит якорь, выполненный из пластины электрета 1 с проводящими полюсными пластинами 2 и 3, и 2Q чувствительные элементы, состоящие из сегнетопленки 4, с одной стороны которой прикреплены измерительные электроды 5 в &иде тонких проводящих прямоугольных пластин, а с другой прикреплены две (фиг. 1) или более, например три (фиг. 2 и 3), такие не воспринимающие поле пластины, но так, что границы обеих пар пластин перпендикулярны между собой. Второй блок элемента с сегнетопленкой и измерительными пластинами аналогичен первому. Якорь (фиг. I) показан в крайнем правом положении, он может вращаться вокруг некоторой оси или перемещаться прямолинейно, электризуя то один, то другой чувствительный элемент (на фиг. 1 показано стрелкой). Датчик перемещений работает следующим образом. Якорь, перемещаясь вдоль чувствительных элементов, .поочередно электризует сегнетоплен у 4., При наибольшем смещении якоря от нейтрали (фиг. 1) его поле максимально электризует сегнетопленку 4, ее диэлектрическая проницаемость, а значит и переменный ток через электроды 5, уменьшаются. Емкостной ток, проходя между электродами 5 того чувствительного элемента, который находится между полюсными пластинами 2 и 3 якоря, протекает через воспринимающие пласиньг 6, дважды проходя через сегнетопленку 4. При .этом ток через электроды 5 другого чувствительного элемента, не находящегося в зоне якоря максимальный, поскольку этот чувствительный элемент не наэлектризован и проницаемость его сегнетопленки максимальна. Разница этих токов по любой из мостовых или дифференциальных схем преобразуется в выходной сигнал (фиг. 4). Аналогично работают и элементы с нечетным числом пластин (фиг. 2 и 3), но, поскольку в каждом чувствительном элементе добавлено по одной пластине, то на выт ходнои характеристике имеется дополнительная ступенька (фиг. 5). Отличительной особенностью устройства. является зависимость вида выходной статической характеристики (фиг. 4 и 5) от числа проводящих пластин 6. При четном числе пластин & в чувствительном элементе (фиг. 1) участок с наибольшей крутизной проходит через ноль (флг. 4), а при нечетном: числе проводящих пластин 6, расположенных на верхней поверхности сегнетопленки 4 (фиг. 2 и 3), через ноль проходит участок с наименьшей крутизной характеристики (фиг. 5). Ноль, как обычно, соответствует центральному (геометрически) положению якоря на нейтрали. Формула изобретения Датчик перемещений, содержащий якорь, выполненный из пластины электрета с проводящими полюсными пластинами, между которыми расположены чувствительные элементы, выполненные из сегнетопленки, на нижней стороне которой размещены пластины измерительных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности датчика, на верхней стороне сегнетопленки чувствительных элементов р.азмещены проводящие пластины перпендикулярно -пластинам измерительных электродов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Котенко Г. И. и др. Гальваномагнитный микрометр. - «Приборыи системы управления, 1967, № 7, с. 52. 2.Авторское свидетельство СССР № 332325, кл. G 01 D 5/20, 1970 (прототип).

Фиг. 2

6 6

Ш.г1

I I Г

1 5 S Фиг.З