Электронно-механический преобразователь линейных перемещений

Электронно-механический преобразователь линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических . Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1н998847 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.10. 81 (21) 3362811/25-28

5 )М Кл з с присоединением заявки ¹

6 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230233, Бюллетень ¹ 7

1 33).УДК 621.31,7..39:531.71 (088.8) Дата опубликования описания 23.02.83 (72) Авторы изобретения

Ю.М.Зыслин и Н.A.ßöåíêî (7) ) Заявитель (54 ) ЭЛЕКТРОННО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объекта.

Известны злектровакуумные преобразователи линейных перемещений, так назыв аемые мех анот роны Р 1 1.

Недостатком этих преобразователей является ограниченный диапазон измеряемых перемещений, состанлянхций несколько мм.

Наиболее близКим техническим решением к изобретению янляется обладающий более широким диапазоном измеряемых перемещений порядка + 50 мм электронно-механический преобразователь линейных перемещений, содержащий гаэоразрядную трубку с двумя внутренними, неподвижными, акси льно расположенными осесимметричными электродами с зазором между их торцами, и установленным коаксиально с нозможностью перемещения вдоль оси трубки, внешним цилиндрическим электродом. Внутренние электроды этого преобразователя выполнены штыревыми, а расстояние между их торцами не превйаает диаметра электродов (2) .

Недостатками известного преобразонателя являются ограниченная чувстнительность и невозможность получения выходной характеристики преобразования заданного вида., так как внутренние электроды газоразрядной трубки выполнены штыревыми.

Целью изобретения является повышение чувствительности и обеспечение регулировки форьы характеристики пре»0 образования.

Для достиг ения поставленной цели в электронно-механическом преобразователе линейных перемещений, содержащем высокочастотную газоразрядную трубку с двумя внутренними, неподвижными, аксиально расположенными осесимметричными электродами с зазором между их торцами и установленным коаксиально с воэможностью перемещения вдоль оси трубки внешним цилиндрическим электродом, внутренние электроды выполнены с участками конусной поверхности, максимальной

Р„„сто и минимальной D ц» „диаметры кото™рых, а также внутрейний диаметр гаэоразрядной трубки 0 связаны сотр отношениями И., 2С»

9 »нШ в ". fy »н»и р где Ч вЂ” скорость дрейфа электро30 нов в плазменном столбе;

998847

ie - круговая частота В4 поля

f р — давление газа в разрядной трубке

С„ - величина, зависящая от рода газа, частоты В4 поля и толщи ны. диэлектрической стенки газоразрядной трубки, превышающая 20 см тор .

Кроме того, внутренние электроды могут быть выполнены полыми или со ступенчатыми измененями диаметра по их длине. i0

На чертеже. схематично изображен один из вариантов электронно-механического преобразователя линейных перемещений ° 5

Преобразователь содержит гаэораз рядную трубку 1 с двумя внутренними неподвижными, установленными аксиально и осесимметрично электродами

2 выполненными в виде тел враще1

20 ния с переменным сечением возрастающим от величины D® и в центре раз— рядной трубки 1 до величины D c в направлении к ее концам. Подвижный электрод 3 выполнен в виде олого цилиндра, размещенного снаружи газоразрядной трубки, кварцевая колба которой имеет внутренний диаметр D

K электроду 3 подключен один из зажимов генератора 4 высокой частоты, противоположный зажим которого эа- 30 землен. (Внутренние электроды 2 отделены один от другого в центре трубки воздуш: ным зазором, который выбирается минимально возможным и лимитируется из технологических соображений; Для предотвращения замыкания между ниМи их торцы могут быть покрыты тонким слоем диэлектрика. Один из внутренних электродов 2 заземлен, а к второму подключен конденсатор 5 большой емкости, представляющий, практически,,короткое замыкание для переменной составляюей В4 напряжения на нем и предназначенный для

45 выделения на нем полезного сигнала постоянного тока, несущего информацию о перемещенияя подвижного электрода 3 относительно неподвижных электродов 2 и измеряемого, напри 30 мер, с помощью вольтметра.

Электронно-механйческий преобраBoBBTFëü работает следующим обарзом.

При подключении фиксированного

В4 напряжения к подвижному электроду 3 газоразрядной трубки, В4 напряжение на призлектродном слое внутренних электродов 2, а следовательно, и постоянный потенциал Чо плазмы,. возни-. кающей в межэлектродном зазоре, будут определяться максимальным диаметром 60

D„„ охватываемого плазмой сечения.

МсВ вйутрен них электродов . Благодаря профилированию сечения внутренних электродов и выбору их размеров

D u D а также внутреннего диа- 6 метра газоразрядной трубки р, удг летворяющими приведенным выше сооТ ношениям, обеспечивается возбуждение и поддержание стационарного высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) во всем межэлектродном зазоре, несмотря на изменение межзлектродного расстояния между электродами

2 и 3.

Выполнение указанных соотношений обеспечивает существование слаботочного режима горения ВЧЕР, характеризующегося тем,.что потери злектричес кой мощности в приэлектродных слоях пространственного заряда, неизбежно присутствующих в разряде, минимальны, а вольт-амперная характеристика (ВАХ) разряда — растущая.

Указанные соотношения между Р, П „д

П„„- позволяют реализовать заданный режим горения ВЧЕР.

Когда внешний электрод 3 расположен симметрично над зазором между внутренними электродами 2, постоянный потенциал между одним из неподвижных внутренних электродов и плазмой Vcq, а также между другим электродом и плазмой 90 имеют одинаковую величину. Смещение вправо (влево) внешнего электрода 3 приводит к изменению значений Мс и „ из-за разных максимальных диаметров, охватываемых плазмой, в зависимости от положения этого электрода, а следовательно, к появлению полезного сигнала. — . разности потенциалов постоянного тока V = Vg„- V, выделяющейся на конденсаторе 5 .

Выполнение профилированных внутренних электродов полыми делает возможным изменять частоту собственных колебаний преобразователя за счет изменения массы электродов.

Кроме того, с целью получения характеристик преобразования с участками, резко отличающимися по чувствительности преобразования, внутренние неподвижные электроды преобразователя могут быть выполнены в виде цилиндров со ступенчатыми изменениями диаметра по их длине .

В предлагаемом преобразователе полезный сигнал iV = Vo< V02 вызывается действием двух факторов: неоднородностью плазмы в аксиальном направлении, как в известном преобразователе, и, помимо того, дополнительной разностью постоянных потенциалов, возНикающих при смещении внешнего электрода относительно зазора, за счет различных максимальных диаметров, охватываемых плазмой. Укаэанная дополнительная разность потенциалов составляет в слаботочном ВЧЕР десятки вольт.

Именно это обстоятельство позволяет увеличить чувствительность преобразования и реализовать возможность ак998847

Формула изобретения, Составитель С. Скрыпник

Редактор A. Шандор ТехредТ.Фанта Корректор В. Вутяга

Заказ 112 7/62 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тивно влиять на характеристики преобразования путем выбора определенного профиля внутренних электродов.

Электронно-механический преобразователь линейных перемещений, содержащий высокочастотную гаэоразрядную трубку с двумя внутренними, неподвижными, аксиально расположенными 10 осесимметричными электродами с зазором между их торцами и установленным коаксиально с возможностью перемещения вдоль оси трубки внешним электродом, отличающийся .тем, что, с целью повышения чувствительности и регулировки формы характеристики преобразования, внутренние электроды выполнены с участками ко.нусной поверхности, максимальный

D „ и минимальный D äèàìåòð которых, а также внутренйий диаметр газоразрядной трубки D связаны соотношением

l где 1 4, - скорость дрейфа электронов в плазменном столбе; м) — круговая частота В4 поля, р — давление газа в разрядной трубке;;

С - величийа, зависящая от рода ваза, частоты В4-ноля и толщины диэлектрической стенки газоразрядной трубки, превышающая

20 см тор.

2. Преобразователь Ilo и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что внут.ренние электроды выполнены полыми.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения скачкообразного изменения чувствительности, внутренйие электроцы выполнены со ступенчатыми иэмененями диаметра по их длине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берлин Г.С. и Розентул С.А.

Механотронные . преобразователи и их применение. М., "Энергия",с. 239.

2. Авторское свидетельство СССР

9 488364, кл. Н 04 R 23/00, 1973 (прототип ).