RU1776983C - Емкостной датчик угловых перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель - повышение точности емкостного датчика, который содержит подвижный дисковый электрод с окнами и неподвижный дисковый электрод, на одной поверхности которого выполнены внешнее и внутреннее электропроводные кольца, присоединенные к фазочувствительному измерительному прибору, и радиальные пластины , а на другой его поверхности закреплены две пары потенциальных электродов , подключенные к источнику питани . Лары потенциальных электродов выполнены в виде двух кольцевых полос с сопр женными зубцами синусоидальной формы, разделенных изолирующими зазорами. Эти зазоры выполнены ео скачкообразными изменени ми рисунка в их двух диаметрально противоположных точках, которые соответствуют изменению формы зазоров на половину периода их изменени . 1 ил.

Description

л

|С

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  угловых перемещений.

Известен емкостной датчик угловых перемещений , содержащий два относительно подвижных элемента с печатными обмотками .

Одним из недостатков данного датчика  вл етс  его неточность.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  емкостной датчик угловых перемещений, содержащий неподвижное дисковое диэлектрическое основание, размещенные на его одной стороне две пары потенциальных электродов, а на другой стороне - еекторо- образные, радиально изолированные одна

от другой электропроводные пластины, расположенные по окружности основани  и перекрывающие обе пары потенциальных электродов, кажда  из которых выполнена в виде двух кольцевых полос с сопр женными зубцами синусоидальной формы, разделенных изолирующим зазором и имеющих N периодов повторени , установленный с возможностью вращени  соосно с неподвижным диэлектрическим основанием передающий дисковый электрод, имеющий секторообразные окна с таким же количеством N периодов повторени , и неподвижные электропроводные кольца, предназначенные дл  подключени  в процессе измерений к фазочувствительному измерительному прибору, причем сиVI

VI Оч

Ч) 00

СА)

нусоидэльные изолирующие зазоры в парах смежных потенциальныхэлектродовсмещены один относительно другого на 1 /4 периода.

Недостатком известного датчика  вл етс  недостаточна  точность, обусловлен- на  тем, что площади, перекрываемые радиальными пластинами смежных потенциальных электродов, неодинаковы. Это приводит к отклонению амплитуды суммарного сигнала на радиальных пластинах от синусоидального закона.

Цель изобретени  - повышение точности за счет выравнивани  площадей, перекрываемых секторообразными радиальными пластинами смежных потенциальных электродов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в емкостном датчике угловых перемещений, содержащем неподвижное дисковое диэлектрическое основание, размещенные на его одной стороне две пары потенциальных электродов, а на другой стороне - секторо- образные, рэдиально изолированные одна от другой электропроводные пластины, расположенные по окружности основани  и перекрывающие обе пары потенциальных электродов, кажда  из которых выполнена в виде двух кольцевых полос с сопр женными зубцами синусоидальной формы, разделенных изолирующим зазором и имеющих N периодов повторени , установленный с возможностью вращени  соосно с неподвижным диэлектрическим основанием передающий дисковый электрод, имеющий секторообразные окна с таким же количеством N периодов повторени , и неподвижные электропроводные кольца, предназначенные дл  подключени  в процессе измерений к фазочувствительному измерительному прибору, причем синусоидальные изолирующие зазоры в парах смежных потенциальных электродов смещены один относительно другого на 1/4 периода, синусоидальные изолирующие зазоры в парах смежных потенциальных электродов выполнены со скачкообразными изменени ми рисунка в их двух диаметрально противоположных точках, которые соответствуют изменению формы зазоров на 1 /2 периода .

Отличие предлагаемого датчика от известного заключаетс  в том, что синусоидаль- ные изолирующие зазоры в парах смежных потенциальных электродов выполнены со скачкообразными изменени ми рисунка в их двух диаметрально противоположных точках, которые соответствуют изменению формы за- зоров на 1 /2 периода.

На чертеже схематично представлена конструкци  датчика.

Датчик содержит неподвижное диско вое диэлектрическое основание 1, на одной

стороне которого размещены две пары 2 и 3 потенциальных электродов и электропроводные кольца 4. 5. Кажда  из пар 2, 3 потенциальных электродов выполнена в виде двух кольцевых полос 6, 7 или 8, 9 с сопр женными зубцами синусоидальной формы, имеющих N периодов повторени . Кольцевые полосы 6, 7, 8, 9 в каждой паре 2, 3 потенциальных электродов разделены синусоидальным изолирующим зазором, причем синусоидальные изолирующие зазоры в парах 2, 3 смежных потенциальных электродов смещены один относительно другого на 1 /4 периода и имеют скачкообразные изменени  рисунка в их двух диаметрально противоположных точках, которые соответствуют изменению формы зазоров на 1/2 периода. В процессе измерений кольцевые полосы 6,7, 8, 9 подключают к источнику питани  10, а электропроводные кольца 4, 5 к фазочувствительному измерительному прибору 11. На другой стороне неподвижного дискового диэлектрического основани  1 выполнены секторообразные, радиально изолированные одна от другой электропроводные пластины 12, расположенные по окружности основани  1 и перекрывающие пары 2, 3 потенциальных электродов.

Соосно с неподвижным диэлектрическим основанием 1 установлен передающий дисковый электрод 13, имеющий секторообразные окна (на чертеже не показаны) с N периодов повторени .

Емкостной датчик угловых перемещений работает следующим образом,

Источник питани  10 возбуждает сигналами 0°, 180°, 90° 270° кольцевые полосы 6 - 9. Радиальные пластины 12 образуют с кольцевыми полосами 6-9 конденсаторы посто нной емкости с площад ми обкладок, равными площади их взаимной проекции одна на другую. Так как ширина каждой кольцевой полосы 6-9 измен етс  по синусоидальному закону, пары полос 6, 7 сдвинуты относительно полос 8, 9 на 1/4 периода и возбуждаютс  напр жени ми питани , сдвинутыми по фазе на 90°, то фазы результирующих напр жений, наводимых на пластинах 12 вдоль направлени  углового перемещени , измен ютс  по линейному закону от 0° до 360° N раз. Линейность обеспечиваетс  за счет скачкообразного изменени  рисунка на 1/2 периода в двух диаметрально противоположных точках в каждой паре электродов 6,7 и 8,9. В результате этого на двух любых диаметрально противоположных радиальных пластинах 12 от каждого возбуждающего напр жени  0°, 180°, 90°, 270° навод тс  результирующие напр жени  через две емкости, причем обкладки одной из них выполнены на периферии , а другой ближе к центру. Так например, от возбуждающего напр жени  с фазой 0° полосы 6 одна емкость образована обкладками с площад ми Si, наход щимис  на периферии , а друга  емкость образована обкладками с площад ми Si, наход щимис  ближе к центру. Аналогично дл  возбуждающих напр жений с фазой 180° соответственно S2, S2, с фазой 90° - Зз, 5 з, с фазой 270° - SA, S4

При вращении передающего дискового электрода 13 на его электропроводных межоконных промежутках индуцируетс  электрический зар д, результирующа  фаза которого измен етс  при его угловом перемещении практически по линейному закону. Съем измерительного сигнала с передающего дискового электрода 13 осуществл етс  с помощью электропроводных колец 4,5, образующих с передающим дисковым электродом 13 емкостной токосъемник.

Таким образом, новое конструктивное выполнение кольцевых полос позволит исключить погрешности, вызванные тем, что площади, перекрываемые секторообразны- ми радиальными пластинами смежных потенциальных электродов, неодинаковы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Емкостной датчик угловых перемещений , содержащий неподвижное дисковое диэлектрическое основание, размещенные на его одной стороне две пары потенциальных электродов, а на другой стороне ,- секторообразные, радиально изолированные одна от другой электропроводные пластины, расположенные по

   окружности основани  и перекрывающие обе пары потенциальных электродов, кажда  из которых выполнена в виде двух кольцевых полос с сопр женными зубцами синусоидальной формы, разделенных изолирующим зазором и имеющих N периодов повторени , установленный с возможностью вращени  соосно с неподвижным диэлектрическим основанием передающий дисковый электрод, имеющий секторообразные окна с таким же количеством N периодов повторени , и неподвижные электропроводные кольца, предназначенные дл  подключени  в процессе измерений к фазочувствительному измерительному

   прибору, причем синусоидальные изолирующие зазоры в парах смежных потенциальных электродов смещены один относительно другого на 1 /4 периода, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности

   за счет выравнивани  площадей, перекрываемых радиальными полосами смежных потенциальных электродов, синусоидальные изолирующие зазоры в парах смежных потенциальных электродов выполнены со скачкообразными изменени ми рисунка в их двух диаметрально противоположных точках, которые соответствуют изменению формы зазоров на 1/2 периода.

   йере&юцш i/cro&u зжк род I)

   кольцо 4

   I-at flogo 2 потеицноньнц

   2-ai nopo3 Ki№«imoi bHbU здеи роА)

   непошигмое Пиепек Ьшкк ржс - кое оааЛанк. f