Преобразователь перемещений

Преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О h И С А Н И Е (>954798

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10.80 (21) 2995011/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

G 01 В 7/00

Гасударственный кемнтет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.82 (53) УДК 623.317. .39:531.717 (088.8) llo делам нэебретеннй и еткрмтий

/

А. В. Гудков и Е. И. Новф ов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для прецизионного измерения размеров деталей.

Известны преобразователи перемещений, содержащие подвижный и неподвижный магнитопроводы, на которых расположены обмотки (1) .

Недостатком данных преобразователей является нелинейность характеристики и большие потери в магнитопроводе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь перемещений, содержащий генератор синусоидального напряжения, чувствительный элемент, включенный в колебательный контур генератора и выполненный. в виде параллельно расположенных подвижного и неподвижного электродов, разделенных диэлектриком (2) .

Недостатком известного преобразователя является сравнительно невысокая точность преобразования, обусловленная низкой добротностью колебательной цепи генератора синусоидальных напряжений.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе перемещений, содержащем генератор синусоидального напряжения, чувствительный элемент, включенный в колебательный контур генератора и выполненный в виде параллельно расположенных подвижного и неподвижного электродов, разделенных диэлектриком, диэлектрик выполнен в виде пьезоэлемента, один из электродов выполнен переменной толщины и укреплен на главной грани пьезоэлемента, а второй электрод выполнен с возможностью перемещения в направлении, параллельном плоскости главной грани.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

На корпусе 1 укреплен пьезоэлемент 2, помещенный между электродом 3, имеющим переменную толщину и укрепленным на одной главной грани пьезоэлемента 2, и электродом 4, установленным у другой главной грани пьезоэлемента 2.

Электрод 4 имеет возможность перемещения вдоль направления главной грани пьезоэлемента 2 с помощью штока 5, установленного в напра вляющих 6 корпуса 1.

Шток 5 с наружной стороны корпуса 1

954798

Формула изобретения

Составитель А. Куликов

Редактор В. Пилипенко Техред А. Бойкас Корректор М.Шароши

Заказ 6170/40 Тираж 614 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

3 закрыт сильфоном 7, изолирующим внутреннюю часть корпуса 1 от внешней среды.

Электроды 3 и 4 подключены к генератору

8 с помощью проводников.9 и 10.

Работа преобразователя перемещений основана на прямом и обратном пьезоэлектри- 5 ческом эффекте, эффекте,локализацйи пьезоэлектрических колебаний в подэлектродной зоне и эффекте перемещения локализованной зоны.

В исходном состоянии подвижный электрод 4 находится в среднем положении, при котором ось 00, являющаяся осью симметрии электрода 4, проходит через границу раздела толщины электрода 3 (между большей и меньшей толщинами электрода 3).

На генератор 8 подают напряжение и в пьезоэлементе 2 возбуждаются пьезоэлектрические колебания, которые занимают объем подэлектродной локализованной зоны.

Для измерения перемещения шток 5 перемещают, например, вправо на некоторую

20 величину. Шток 5 перемещает электрод 4 вправо, и в локализованной зоне масса электрода 3 становится больше. В силу массаэффекта частота пьезоэлектрических коле.баний уменьшается прямо пропорционально приросту массы электрода 3. С выхода преобразОвателя снимается электрический сигнал, частота которого соответствует величине перемещения.

При перемещении штока 5 влево масса электрода 3, находящаяся в локализованной зоне, уменьшается. В силу масса-эффекта частота пьезоэлектрических колебаний при этом увеличится, и на выходе частота электрического сигнала увеличится соответственно величине перемещения.

Поскольку добротность пьезоэлемента 2 весьма велика (10в и выше) стабильность частоты .(показаний перемещения), повторяемость результатов измерений и точность измрения перемещения высоки.. Для пьезоэлемента 2, имеющего размеры 12 Х 9 Х

X 0,332 мм, добротность не менее 5 104, в макетном образце погрешность измерения при диапазоне +3 мм составляла не более

1 6 10-зо/

Преобразователь перемещений, содержащий генератор синусоидального напряжения, чувствительный элемент, включенный в колебательный контур генератора и выполненный в виде параллельно расположенных подвижного и неподвижного электродов, разделенных диэлектриком, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, диэлектрик выполнен в виде пьезоэлемента, один из электродов выполнен переменной толщины и укреплен на главной грани пьезоэлемента, а второй электрод выполнен с возможность перемещения в направлении, параллельном плоскости главной грани.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. И. Датчики контроля и ре. гулирования. М., «Машиностроение», 1965, с. 81 — 82.

2. Там же, с. 203 — 209 (прототип).