Устройство для измерения угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности измерения угловых перемещений за счет ослабления влияния паразитных емкостей при малых значе .1 ,i I ниях рабочей емкости устройства, т.е. в области нуля его выходной частотной характеристики. Это устройство выполнено в МИДе включенного в задающий контур автогенератора 5 конденсатрра переменной емкости, изменяющейся в функции площади перекрытия пластины 2 статора пластиной 3 ротора, к оторая имеет рабочий участок, описываемый заданным математическим выражением для получения прямочастотной зависимости в функции угла поворота вала 4, и корректирующий выступ 7 - в виде сектора окружности постоянного радиуса, который обеспечивает компенсацию влияния паразитных емкостей, главным образом в области нуля частотной характеристики устройства.1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D4 G01 В 7 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 968599 (21) 4064856/25-28 (22) 30.04.86 (46) 28.02.89. Бюл. У 8 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) Г.О. Балабанян, Н.И. Даников, А.В. Космачев и Е.В. Гриняева (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 968599, кл. G Oi В 7/30, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности измерения угловых перемещений за счет ослабления влияния паразитных емкостей при малых значениях рабочей емкости устройства, т.е. в области нуля его выходной частотной характеристики. Это устройство выполнено в виде включенного в задающий контур автогенератора 5 конденсатора переменной емкости, изменяющейся в функции площади перекрытия пластины

2 статора пластиной 3 ротора, которая имеет рабочий участок, описываемый заданным математическим выражением для получения прямочастотной зависимости в функции угла поворота вала 4, и корректирующий выступ 7 — в виде сектора окружности постоянного радиуса, который обеспечивает компенсацию влияния паразитных емкостей, главным образом в области нуля частотной характеристики устройства.iил.

1462095

Изобретение относится к измери|тельной технике, может быть использо вано для преобразования угловых перемещений в частоту электрического сигнала и является усовершенствованием известного устройства по авт. св.

Р 968599.

Цель изобретения — повышение точности измерения угловых перемещений за счет уменьшения нелинейности выходной частотной характеристики устрой,ства в области ее нуля, благодаря

1 ! ослаблению влияния паразитных емкос1тей при малых значениях рабочей ем-! ,;кости устройства.

На чертеже показана принципиальная

:схема устройства для измерения угловых перемещений.

Это устройство содержит закреплен- 20 ,:ную в корпусе 1 хотя бы одну пластину, 2 статора и соосно установленную с

1 ,.:ней на расстоянии d хотя .бы одну

:пластину 3 ротора, закрепленную на, валу 4, который связывает ее с обьек- 2g

:том контроля (на чертеже не показан), : Пластины 2 и 3 образуют конденсатор переменной емкости, величина которой

I зависит от их площади S перекрытия, т.е. от взаимного углового положения, 30 и включены в задающий контур TC-автогенератора 5, к выходу которого присоединен частотомер 6, Пластина 3 ро-. тора имеет изменяющийся в функции угла Р.поворота вала радиус г()Ъ)и снабжена корректирующим выступом 7, выполненным в форме сектора окружности постоянного радиуса R

Величина радиуса R этого сектор- 0 ного выступа определяется следующим математическим выражением:

1 11 Е мах

45 где 1 — внутренний постоянный радиус выреза под вал 4;

d — расстояние (зазор) между пластинами статора и ротора;

Š— диэлектрическая проницаемость среды между пластинами статора и ротора

С„ . — минимальная емкость между пластинами 2-3 статора и ро- тора при нулевом значении угла P = 0 поворота вала, когда площадь S перекрытия этих пластин имеет минималь ное значение $ „, определяемое площадью корректирующего выступа 7;

1-ах — максимальный угол поворота вала, соответствующий максимальной площади S перекры ах тия пластин 2-3 статора и роротора.

Минимальная емкость С .„выбирается из условия превышения паразитных емкостей С„, которые зависят от конструкции датчика, т.е. от начального взаимного расположения пластин статора и ротора, величины выреза в пластине ротора под вал, на котором она закреплена, собственной емкости элементов крепления, емкости монтажа.схемы ХС-автогенератора и т.п.

Благодаря этому влиянием паразитных емкостей С„ на выходную частотную характеристику устройства при малых углах Р поворота можно пренебречь.

При работе устройства частота f на выходе автогенератора 5 зависит лишь от площади 8 (P) перекрытия пластины

2 статора пластиной 3 ротора на ее рабочем участке, радиус г (P) которого описывается заданным математическим выражением, определяющим прямочастотный вид выходной характеристики устройства в диапазоне 0+180 Для обеспечения линейности этой характеристики в области нуля величина радиуса R„ подсчитанная в соот ветствии с выражением (1), должна удовлетворять также неравенству

Бк (2)

Очевидно, что чем больше емкость

С„ „, образуемая корректирующим выступом 7 пластины ротора, тем меньшее влияние оказывают паразитные емкости

С и тем более линейный характер приобретает выходная характеристика устройства. Однако если задать размеры корректирующего выступа 7 таким образом, чтобы С„,„,„ » С> то резко увеличатся геометрические размеры пластины ротора.

На основании экспериментального исследования образца устройства для измерения угловых перемещений установлено, что для практических целей емкость дополнительного сектора подвижной пластины следует выбирать равной (10-14)X от максимальной емкости датчика. При этом линейность выходной частотной характеристики устройства достигает наибольшего значения, а

Составитель Г. Бычкова

Редактор М. Андрушенко Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кундрик

Заказ 660/36

Тираж 683

Подписное ф

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 з 1462095

4 размеры подвижной пластины ротора с о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с дополнительным корректирующим секто- целью повышения точности измерения

:ром почти одинаковы с размерами под-. за счет уменьшения нелинейности вывижной пластины известного устройст- ходной частотной характеристики в ва, не имеющего такого корректирую- области ее нуля, на пластинах ротора .5 щего выступа. выполнены корректирующие выступы в .Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я форме сектора окружности постоянного

Устройство для измерения угловых радиуса. перемещений по авт.св. Р 968599,