Емкостной индикатор положения

 

1. ЕМКОСТНЫЙ ИНДИ1САТОР ПОЛОЖЕНИЯ , содержащий считывающие элементы , каждый из которых выполнен в виде пары токопроводящих пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены, первый подвижный элемент, выполненный в виде пластины, выходы считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя , выход которого соединен с первым входом фазового детектора, генератор несущей частоты, первый выход которого соединен с первым генераторным элементом, выполненным в виде пластины, расположенной вдоль считывающих элементов, отличающийся тем, что, .с целью упрощения и,повышения технологичности индикатора, в него введены второй подвижный элемент, выполненный в виде пластины, и второй генераторный элемент, выполненный в виде пластины, пластины считывающих элементов расположены на диэлектрическом основании, пластины первого и второго генераторных элементов расположены параллельно пластинам считывающих элементов соответственно на верхней и нижней поверхностях диэлектрического основания, пластины первого и второго подвижных элементов расположены перпендикулярно пластинам считывающих и генераторных элементов по обеим сторонам диэлектрического основания, второй выход § СО генератора несущей частоты соединен с вторым генераторным элементом и вторым входом фазового детектора. 2, Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности индикатора путем обеспечения возможности формированияпараллельного кода на его выходе, в : него введены дополнительные считываю щие элементы по числу разрядов,каждый )из которых выполнен в виде пары пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены, выходы счить;вакнцих элементов соединены с входами дополнительного дифференциального усилителя, выход которого соедиг нен с первым входом дополнител1ьного фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора несущей частоты.

(191 (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Д (511

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДИЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3306782/24-24 (22) 10.07.81 (31) 802222 (32) 11, 07. 80 (33) Финляндия (46) 23. 11.84. Бюл. 1ь 43 (72) Паули Йарвинен (Финляндия) (71) Эфлаб Ой (Финляндия) (53) 681 ° 325(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 529368, кл. «j 08 С 9/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 401556, кл. В 61 L 3/22, кл. С 08 С 25/04,, 1972 (прототип). (54) (57) 1, .ЕИКОСТНЦЙ ИНДИКАТОР ПОЛОЖЕНИЯ, содержащий считывающие элементы, каждый из которых выполнен в виде пары токопроводящнх пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены, первый подвижный элемент, выполненный в виде пластины, выходы считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, генератор несущей частоты, первый выход которого соединен с первым генераторным элементом, выполненным в виде пластины, расположенной вдоль считывающих элементов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, .с целью упрощения и,повышения технологичности индикатора, в него введены второй подвижный элемент, выполненный в виде пластины, и второй генераторный элемент, выполненный в виде пластины, пластины считывающих элементов расположены на диэлектрическом основании, пластины первого и второго генераторных элементов расположены параллельно пластинам считывающих элементов соответственно на верхней и. нижней поверхностях диэлектрического основания, пластины первого и второго подвижных элементов расположены перпендикулярно пластинам считывающих и генераторных элементов по обеим сторонам диэлектрического основания, второй выход генератора несущей частоты соединен g с вторым генераторным элементом и вторым входом фазового детектора.

2. Индикатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьпиения точности индикатора путем у обеспечения возможности формирования. параллельного кода на его выходе, в : мий него введены дополнительные считываю- ва щне элементы по числу разрядов, каждый. из которых выполнен в виде пары плас- ф тин, четные и нечетные пластины каждой пары соединены, выходы считывающих элементов соединены с входами дополнительного дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом дополнительного фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора несущей частоты.

1126213

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в устройствах, преобразующих механические перемещения в код, Известен емкостный индикатор положения, содержащий кодирующий элемент, на поверхности которого размещены электроды, подвижный электрод, который связан с контролируемым

1 объектом и соединен с входом усилителя автогенератора, электроды подключены к катушкам индуктивности, соединенным последовательно, конденсаторы, нагрузочный резистор (1 .

Недостатками данного емкостного индикатора положения являются его сложность и низкая технологичность из-за наличия катушек индуктивности.

Наиболее близким к изобретению является индикатор положения, содержащий считывающче элементы, каждый из которых выполнен в виде пары токопроводящих пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соедине ны,.первый подвижный элемент, выпол ненный в виде пластины, выходы считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом первого фазового детектора, генератор несущей частоты, первый выход которого соединен с первым генераторным элементом, выполненным в виде пластины, расположенный вдоль считывающих элементов, усилители-ограничители, фазовращатель, второй фазовый детектор, трансформатор и фильтры f2) .

Недостатками известного индикато. ра положения являются его сложность и низкая технологичность из-за наличия трансформатора, фильтров и фазовращателей и низкая точность.

Цель изобретения — упрощение и повышение технологичности индикатора.

Поставленная цель достигается тем, что в емкостный индикатор положения, содержащий считывающие элементы, каждый из которых выполнен в виде пары токопроводящих пластин, четные и нечетные пластины каждой пары соедийены, первый подвижный элеяент, выполненный в виде пластин, выходы считывающих элементов соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, генератор несущей частоты, первый выход которого соединен с первым генераторным элементом, выполненным в виде пластины, расположенной вдоль считывающих элементов, введены второй подвижный элемент, выполненный в виде пластины, и второй генераторный элемент„ выполненный в виде пластины, 1О пластины считывающих элементов расположены на диэлектрическом основании, пластины первого и второго генераторных элементов расположены параллельно пластинам считывающих элементов соответственно на верхней и нижней поверхностях диэлектрического основания, пластины первого и второго .подвижных элементов расположены перпендикулярно пластинам считывающих и генераторных элементов по обеим сторонам диэлектрического основания; второй выход генератора несущей частоты соединен с вторым генераторным элементом и вторым входом фазового детектора.

Кроме того, с целью повышения точности индикатора путем обеспечения возможности формирования параллельного кода íà его выходе в емкостный индикатор положения введены дополнительные считывающие элементы по числу разрядов, каждый из которых выполнен в виде пары пластин, четные и нечетные пластины каждой па35 ры соединены, выходы считывающих элементов соединены с входами дополнительного дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом дополнительного фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора несчцей частоты.

На чертеже приведена схема емкостного индикатора положения.

Устройство содержит кодовую шкалу 1, выполненную в виде считывающих элементов 2-5, расположенных параллельно и меняющихся один с другим своими местами в пространстве через определенное расстояние, под50 вижные элементы 6 и 7, генераторные элементы 8 и 9, генератор (О несущей частоты, выходы которого соединены с генераторными элементами 8 и 9, считывающие элементы 2-5 соеди55 .иены с входами дифференциального усилителя 11, выход которого соединен с одним входом фазового детектора 12, другой вход которого соединен с од20

ВНЮПБ Заказ 8571/46 Тираж 568 Подписшое

Фшлввл ППП "Патват", г. Ужгород, ул.Проектная,4

3 11262 ним из выходов генератора 10 несущей частоты. Считывающие элементы

2-5 расположены на диэлектрическом ( основании (не показано), генераторный элемент 8 — сверху на диэлектрическом основании, генераторный элемент 9 — снизу на диэлектрическом основании, а подвижные элементы 6 и 7 — поперек шкалы 1 над и под диэлектрическим основанием. !О

Емкостный индикатор положения работает следующим образом.

Генератор 10 несущей частоты формирует два высокочастотных сигнала, сдвинутых Один Относительно другого по фазе. Каждый иэ этих сигналов подается.на один из генераторных элементов 8 и 9. Через емкости, образуемые генераторными элементами 8 и 9 и подвижными элементами 6 и 7, а также подвижными элементами 6 и 7 и считывающими элементами 4 и 5, высокочастотный сигнал поступает на входы дифференциального усилителя

11, а с его выхода — на-один вход фазового детектора 12, на другой вход которого подается один из высокочастотных сигналов с выхода генератора 10 несущей частоты.

В зависимости GT положения подвижных элементов 6 и 7 относительно считывающих элементов 2-5 кодовой шкалы 1 сигнал на выходе дифференциального усилителя 11 опережает или отстает от сигнала на выходе генератора 10 несущей частоты. Фазовый З детектор 12 определяет разность фаз

13 4 сигналов на его входе и выдает на своем выходе информацию о фазе сигнала на выходе дифференциального усилителя 11 относительно сигнала на выходе генератора 10 несущей частоты.

Значение сигнала на выходе фазово го детектора 12 однозначно связано с положением подвижных элементов 6 н 7 относительно кодовой шкалы 1.

Если при расположении подвижных элементов 6 и 7 над считывающими элементами 4 и 5 имеется одно значение сигнала на выходе фазового детектора

12, то при расположении подвижных элементов 6 и 7 над считывающими элементами 2 и 3 значение сигнала дру ." гое. Изменение сигнала на выходе фазового детектора 12 происходит при переходе подвижньк элементов 6 и 7 от считывающих элементов 4 и 5 к считывающим элементам 2 и 3, а при перемещении подвижных элементов 6 и

7 вдоль считывающих элементов 4 и 5 или 2 и 3 сигнал на вькоде фазового детектора 12 не меняется.

При применении системы считываю.. " щнх элементов 2-5 разной длины, рас положенных-парадлельно и подключенных через соответствующие дифференциальные усилители 11 к первым входам соответствующих фазовых детекторов 12, первые входы которьк соедине. ны с выходом генератора 10 несущей частоты, можно строить многоразрядные емкостные индикаторы положения.

При таком построении индикатора повышается точность его преобразования.