Емкостной преобразователь перемещений
Патент 1226017
Авторы
Классы МПК
Емкостной преобразователь перемещений
Иллюстрации
Реферат
изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещения объектов с высокой точностью одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях путем болеее простой реализации тестового метода измерения . Емкостный преобразователь перемещений содержит три основные и три дополнительные пары электродов, включенные каждая в свою измерительную схему. Основные пары электродов включают неподвижный общий электрод и подвижные относительно него электроды, соединенные общей электроизоляционной пластиной, связываемой в процессе измерений с контролируемым объектом . Подвижный электрод смещен относительно подвижного электрода в направлении X на известное расстояние АХэт. Размер h4 подвижного электрода в направлении Y в K h2/h4 раз отличается от соответствующего размера электродов. Начальная площадь перекрытия электрода с электродом равна начальной площади перекрытия электрода. Дополнительные пары электродов образованы теми же подвижными электродами и вторым общим неподвижным электродом, имеющим Ш-образную форму с несимметричным размещением выступов. Средний выступ электрода смещен в напраилении Y на известную величину. Все подвижные электроды имеют квадратную форму. Измеряемое перемещение контролируемого объекта воздействует на пластину и смещает подвижные электроды относительно неподвижных электродов, изменяя площади их взаимного перекрытия. Сигналы, снимаемые с подвижных электродов, позволяют определить перемещение объекта, исключив при этом из результатов измерения параметры функций преобразования, что исключает влияние дрейфа их значений на результаты измерений и повышает точность преобразования перемещений. 1 ил. С ГчЭ ьо 05 о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
m 4 G 01 В 7 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1043482 (21) 3767791/25-28 (22) 05.07.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) О. Н. Кузяков, В. P. Цибульский и В. В. Китаев (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1043482, кл. G 01 В 7/08, 1982. (54) ЕМКОСТНЬ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещения объектов с высокой точностью одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях путем болеее простой реализации тестового метода измерения. Емкостный преобразователь перемещений содержит три основные и три дополнительные пары электродов, включенные каждая в свою измерительную схему. Основные пары электродов включают неподвижный общий электрод и подвижные относительно него электроды, соединенные общей электроизоляционной пластиной, связываемой в процессе измерений с контролируемым объек,.SUÄÄ 1226017 А том. Подвижный электрод смещен относительно подвижного электрода в направлении Х на известное расстояние ЛХ-.
Размер h4 подвижного электрода в направлении Y в K=h /h4 раз отличается от соответствующего размера h>=h электродов. Начальная площадь перекрытия электрода с электродом равна начальной площади перекрытия электрода. Дополнительные пары электродов образованы теми же подвижными электродами и вторым общим неподвижным электродом, имеющим Ш-образную форму с несимметричным размещением выступов.
Средний выступ электрода смещен в направлении Y на известную величину. Все подвижные электроды имеют квадратную форму. Измеряемое перемещение контролируемого объекта воздействует на пластину и смещает Я подвижные электроды относительно неподвижных электродов, изменяя площади их взаимного перекрытия. Сигналы, снимаемые с подвижных электродов, позволяют опреде- С.„. лить перемещение объекта, исключив при этом из результатов измерения параметры ф функций преобразования, что исключает влияние дрейфа их значений на результаты измерений и повышает точность преобразования перемещений. 1 ил. М
1226017
Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1043482 для измерения перемещений объектов.
Цель изобретения — расширение функ5 циональных возможностей путем обеспечения измерения с высокой точностью перемещений во втором направлении, перпендикулярном первому, т.е. одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, за счет более простой реализации тестового ме- 10 тода измерения.
На чертеже представлена принципиальная схема емкостного преобразователя перемещений.
Преобразователь содержит три основные и три дополнительные пары электродов, включенные каждая в свою измерительную схему (не показаны). Основные пары электродов включают неподвижный первый общий прямоугольный электрод 1 и установленные с возможностью перемещения относительно него электроды 2 — 4, соединенные общей электроизоляционной пластиной 5, связываемой в процессе измерения с контролируемым объектом (не показан) . Подвижный электрод 3 смещен относительно подвижного электрода 2 в первом направлении измерения (в направлении оси Х) на известное расстояние ЛХ .. Размер h4 подвижного электрода 4 во втором направлении (в направлении оси Y) в K=h2/h4 раз отличается от соответствующего размера h2= — h3 электродов 2 и 3. Начальная площадь перекрытия электрода 4 с электродом 1 равна начальной площади перекрытия электрода 3. Дополнительные пары электродов образованы теми же подвижными электродами 2 — 4 и вторым общим неподвижным электродом 6, имеющим Ш-образную форму с несимметричным размещением его выступов. Средний выступ электрода 6 смещен во втором направлении на известную величину ЛУ-. Электроды 2 — 4 имеют квадратную форму. 40
Преобразователь работает следующим образом.
Измеряемое перемещение объекта воздействует на пластину 5 и смещает подвижные электроды 2 — 4 относительно неподвижных электродов 1 и 6, изменяя площади 4 их взаимного перекрытия. Сигналы, снимаемые с подвижных электродов, пропорциональны величинам этих площадей, которые в свою очередь определяются размерами h; электродов и величинами их перемещений в первом (Х) и втором (Y) направлениях (1=2, 3, 4).
Функции преобразования преобразователя могут быть представлены некоторым числом отрезков прямых вида:
N»„— а„;х + Ь»;; (1)
Nyy„— cyy„y+ byy„, (2) где N»; и N„; — выходные сигналы преобразователя при перемещениях объекта в направлении Х и Y соответственно;
4Х»;, Ь»;, o(yÄ, by„— паРаметРы фУнкЦии преобразования, определяемые конструктивными физическими параметрами емкостного преобразователя.
Используя сигналы Nx2 Nxa H 1 1у2 1 1уз и N 4, снимаемые одновременно с электродов 2 — 4, измеряемые перемещения после соответствующих преобразований систем уравнений (1) и (2) можно представить в виде
Nz4 1 1»з Лхэт (3)
1 1»2 N»3 К N4 — „1 (4)
̄— М„К вЂ” 1
Из выражений (3) и (4) следует, что параметры Q; и b; функции преобразования не входят в конечное выражение для измеряемых перемещений Х и У, так что дрейф их значений не влияет на точность измерений.
Таким образом, преобразователь позволяет измерять перемещения контролируемых объектов в двух взаимно перпендикулярных направлениях с повышенной точностью.
Формула изобретения
Емкостный преобразователь перемещений по авт. св. № 1043482, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения с высокой точностью перемещений во втором направлении, перпендикулярном первому, он снабжен вторым общим электродом, имеющим Ш-образную форму с несимметричным размещением выступов и размещенным параллельно первому общему прямоугольному электроду по другую сторону от электродов, установленных с возможностью перемещения, выступы Ш-образного электрода ориентированы в первом направлении, а его средний выступ смещен относительно соседних выступов во втором направлении перемещения на известную величину.
1226017
Редактор Н. Тупица
Заказ 1978/26
Составитель Л. Гуськов
Техред И. Верес Корректор Л. Патай
Тираж 670 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4