Датчик перемещений

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социа листических

Республик (»)934225 (61) Дополнительное к авт. свид-ву .— (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2348782/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл 3

G 01 D 5/12

G 08 С, 9/00

Гасударственный кемнтет

СССР (53) УДК 681.34 (088.8 ) Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82

ll0 46Jl3M нзебретеннй н аткрмтий

V ,Р"

З1. И. Добреньков

/ (%.

Горьковский институт инженеров водного транспорта

/

: А (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИИ!

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к датчикам перемещений.

Известен датчик, перемещений, содержащий чувствительный элемент Холла, распо- s ложенный на подвижном штоке между полюсными наконечниками постоянных магнитов (1).

Heaoñòàòîê известного устройства .состоит в невозможности получения ступенчатой характеристики преобразования с переменной крутизной и в невозможности работы в большом диапазоне измерения перемещений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик пе- 15 ремещений, содержащий якорь, выполненный из пластины электрета с проводящими полюсными пластинами, между которыми расположены чувствительные элементы, выполненные из сегнетопленки, на нижней стороне которой размещены пластины измерительных электродов 12).

Недостаток этого устройства..состоит в недостаточно высокой точности преобразования и в сравнительно невысокой надежнос2 ти работы в системах автоматического управления.

Цель изобретения — повышение точности и надежности датчика перемещений.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике перемещений на верхней поверхности сегнетопленки чувствительных элементов размещены проводящие пластины перпендикулярно пластинам измерительных электродов.

На фиг. 1показан чувствительный элемент с четным числом пластин на верхней поверхности сегнетопленки, общий вид; на фиг. 2 — элемент с нечетным числом проводящих пластин, вид спереди; на фиг. 3— то же, вид слева;. на фиг. 4 — статическая характеристика элемента на фиг. 1; на фиг. 5 характеристика элемента на фиг. 2 и 3.

Датчик перемещений содержит якорь, выполненный из пластины электрета 1 с проводящими полюсными пластинами 2 и 3, и чувствительные элементы, состоящие из сегнетопленки 4, с одной стороны которой прикреплены измерительные электроды 5 в аиде тонких проводящих прямоугольных пластин, а с другой прикреплены две (фиг. 1) или более, например три (фиг; 2 и 3), такие

934225 не воспринимающие поле пластины, но так, что границы обеих пар пластин перпендикулярны между собой.

Второй блок элемента с сегнетопленкой и измерительными пластинами аналогичен

5 первому.

Якорь (фиг. 1) показан в крайнем правом положении, он может врашаться вокруг некоторой оси или перемещаться прямолинейно, электризуя то один, то другой чувствительный элемент (на фиг. 1 показано стрел-10 кой).

Датчик перемещений работает следующим образом.

Якорь, перемещаясь вдоль чувствительных элементов, .поочередно электризует сег15 нетопленку 4.

При наибольшем смещении якоря от нейтрали (фиг. 1) его поле максимально электризует сегнетопленку 4, ее диэлектрическая проницаемость, а значит и переменный ток через электроды 5, уменьшаются. 2о

Емкостной ток, проходя между электродами 5 того чувствительного элемента, который находится между полюсными пластинами 2 и 3 якоря, протекает через воспринимающие пласины 6, дважды проходя че25 рез сегнетопленку 4. При этом ток через электроды 5 другого чувствительного элемента, не находящегося в зоне якоря максимальный, поскольку этот чувствительный элемент не наэлектризован и проницаемость

его сегнетопленки максимальна. Разница зо этих токов по любой из мостовых или дифференциальных схем преобразуется в выходной сигнал (фиг. 4) .

Аналогично работают и элементы с нечетным числом пластин (фиг. 2 и 3), но, поскольку в каждом чувствительном элементе добавлено по одной пластине, то на вы-. ходной характеристике имеется дополнительная ступенька (фиг. 5).

Отличительной особенностью устройства . является зависимость вида выходной статической характеристики (фиг. 4 и 5) от числа проводящих пластин 6. При четном числе пластин 6 в чувствительном элементе (фиг. 1) участок с наибольшей крутизной проходит через ноль (фиг. 4), а при нечетном. числе проводящих пластин 6, расположенных на верхней поверхности сегнетопленки 4 (фиг. 2 и 3), через ноль проходит участок с наименьшей крутизной характеристики (фиг. 5) .

Ноль, как обычно, соответствует центральному (геометрически) положению якоря на нейтрали.

Формула изобретения

Датчик перемещений, содержащим якорь, выполненный из пластины электрета с проводящими полюсными пластинами, между которыми расположены чувствительные элементы, выполненные из сегнетопленки, на нижней стороне которой размещены пластины измерительных электродов, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности и надежности датчика, на верхней стороне сегнетопленки чувствительных элементов размещены проводящие пластины перпендикулярно пластинам измерительных электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Котенко Г. И. и др. Гальваномагнитный микрометр. — «Приборы и системы управления», 1967, № 7, с. 52.

2. Авторское свидетельство СССР № 332325, кл. G 01 Р 5/20, 1970 (прототип).

934225

Редактор Т. Кугрышева

Заказ 3910/33

Составитель И. Назаркина

Техред А. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13036, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4