Ємнісний диференціальний перетворювач переміщень

Ємнісний диференціальний перетворювач переміщень, що містить розміщені в паралельних площинах потенційний і струмовий електроди, один із яких встановлений з можливістю переміщення з постійним зазором відносно іншого в напрямку зміни площі їх взаємного перекриття, при 3 один із яких встановлений з можливістю переміщення з постійним зазором відносно іншого в напрямку зміни площі їх взаємного перекриття, причому струмовий електрод складається з декількох секцій, з'єднаних між собою через одну у дві групи, у якому, згідно з корисною моделлю, міститься другий потенційний електрод, зміщений відносно першого на чверть довжини секції в напрямку поздовжньої осі перетворювача, генератор змінної напруги, з'єднаний з двома перетворювачами ємність-напруга, входи яких з'єднані з секціями струмового та першим і другим потенційними електродами відповідно, причому секції струмового електрода виконані однакової довжини, три перетворювачі напруга-код, входи яких з'єднані з виходами перетворювачів ємність-напруга та генератора змінної напруги, а виходи з мікроконтролером. Використання секцій струмового електрода однакової довжини, другого потенційного електрода й вимірювальної схеми, що складається з генератора змінної напруги, двох перетворювачів ємність-напруга, трьох перетворювачів напруга-код, мікроконтролера дозволяє забезпечити практично необмежений діапазон вимірювання, тому що кількість секцій не обмежено, високу технологічність датчика, оскільки секції однакової довжини не складно виготовити. На фіг. 1 зображено функціональну схему ємнісного диференціального перетворювача переміщень, на фіг. 2 - епюри напруг. Ємнісний диференціальний перетворювач переміщень містить секції струмового електрода 1 і 2, потенційні електроди 3 й 4, перетворювачі ємність-напруга 5 й 6, генератор змінної напруги 7, перетворювачі напруга-код 8, 9, 10 і мікроконтролер 11. Секції струмового електрода 1, 2 і потенційний електрод 3 з'єднані з першим перетворювачем ємність-напруга 5. Секції струмового електрода 1, 2 і потенційний електрод 4 з'єднані із другим перетворювачем ємність-напруга 6. Вихід генератора змінної напруги 7 з'єднаний із входами першого й другого перетворювачів ємність-напруга 5, 6 і першим перетворювачем напруга-код 9. Вихід першого перетворювача ємність-напруга 5 з'єднаний із входом другого перетворювача напруга-код 8, а вихід другого перетворювача ємністьнапруга 6 з'єднаний із входом третього перетворювача напруга-код 10. Виходи перетворювачів напруга-код 8, 9, 10 з'єднані з мікроконтролером 11. Ємнісний диференціальний перетворювач переміщень працює наступним чином. При переміщенні потенційних електродів 3, 4 змінюється ємність диференціальних конденсаторів, утворених секціями струмового електрода 1, 2 і потенційними електродами 3, 4. Зміна ємності цих конденсаторів приводить до зміни напруги на виходах перетворювачів ємність-напруга 5, 6 як показано на фіг. 2. Напруги з виходів перетворювачів ємність-напруга 5, 6 й генератора змінної напруги 7 надходять на перетворювачі напруга-код 8, 9, 10, де перетворюються в коди, пропорційні напрузі. Ці коди над 60040 4 ходять в мікроконтролер 11, що визначає величину переміщення по наступній залежності: m p p p x  nip  i   U1i  при mi  1 ; 4 2  Uгені 8 x  nip  mi  p p 3 p   U2i  при mi  2 ; 4 2  Uгені 8 x  nip  mi  p p 3 p   U1i  при mi  3 , 4 2  Uгені 8 x  nip  mi  p p p   U2i  при mi  4 ; 4 2  Uгені 8 де x - переміщення; ni - кількість пройдених секцій; m i - номер чвертьсекції (1, 2, 3 або 4); p - ширина секції; Uгені - амплітуда напруги генератора; U1i - амплітуда вихідної напруги перетворювача ємність-напруга 5. U2i - амплітуда вихідної напруги перетворювача ємність-напруга 6. Кількість пройдених секції ni і номер чвертьсекції m i визначаються мікроконтролером 11 по наступній залежності mi  mi1  1 при m  1  ф1 m  2  ф4  m  3  ф2  ; mi  mi1  1 при m  2  ф3  m  3  ф1 m  4  ф4  ; mi  4; ni  ni1  1 при m  1  ф2  ; mi  1 ni  ni1  1 при m  4  ф3  , ; де ф1, ф2, ф3, ф4 - величини, що визначаються в такий спосіб U ф1  (U1i  гені ) ; 4 3  Uгені ф2  (U1i  ); 4 U ф3  (U2i  гені ) ; 4 3  Uгені ф 4  (U2i  ). 4 Таким чином, запропонований ємнісний диференціальний перетворювач переміщень дозволяє вимірювати переміщення в діапазоні від 0 до p  N  125 , де N - загальна кількість секцій. , Позитивний ефект від застосування розробленого ємнісного диференціального перетворювача переміщень полягає в тому, що за рахунок використання секцій струмового електрода однакової довжини, введення додаткових елементів і зв'язків між ними, розширюється діапазон вимірювання переміщень і підвищується технологічність перетворювача. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 60040 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601