SU1170268A1

SU1170268A1 - Movement variable-capacitance transducer

Info

Publication number: SU1170268A1
Application number: SU833749637A
Authority: SU
Inventors: Georgij I Kaplun; Sergej L Poleshchuk
Original assignee: Dalnevostoch Polt Inst
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1985-07-30

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве датчика углового положения или датчика линейных перемещений вThe invention relates to the field of measurement technology and can be used as an angular position sensor or linear displacement sensor in

системах автоматического контроля.automatic control systems.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости датчика и его упрощение.The purpose of the invention is to improve the noise immunity of the sensor and its simplification.

На чертеже изображена структурная схема емкостного датчика перемещений.The drawing shows a structural diagram of a capacitive displacement sensor.

Емкостной датчик перемещений содержит соединенный с общей шиной ротор 1, выполненный в виде токопроводящей пластины, профиль которой изменяется по синусоидальному закону, статор 2, выполненный в виде пластины из диэлектрического материала с проводящим покрытием, которое разделено на секции 3, 4, 3', 4' , имеющие ширину в четверть периода синусоиды ротора. Секции 3, 4, 3', 4' соединены через одну и подключены соответственно к синусному и косинусному выходам источника 5 питания, токосъем 6, выполненный также в виде пластины из диэлектрического материала с проводящим покрытием, которое разделено на секции 7, 8, имеющие ширину в половину периода синусоиды ротора. Секии 7, 8 соединены через одну и подключены соответственно к первому и второму выходам датчика перемещений, которые могут быть подключены к дифференциальному усилителю 9. Статорная и токосъемная пластины жестко связаны между собой винтами 10 и установлены с зазором по разные стороны ротора.Capacitive displacement sensor contains a rotor 1 connected to a common tire, made in the form of a conductive plate, the profile of which varies sinusoidally, the stator 2, made in the form of a plate of a dielectric material with a conductive coating, which is divided into sections 3, 4, 3 ', 4 ', having a quarter width of the rotor sine wave period. Section 3, 4, 3 ', 4' are connected through one and connected respectively to the sinus and cosine outputs of the power source 5, the current collector 6, also made in the form of a plate of a dielectric material with a conductive coating, which is divided into sections 7, 8, having a width in the half period of the sine wave rotor. Secs 7, 8 are connected via one and connected respectively to the first and second outputs of the displacement transducer, which can be connected to the differential amplifier 9. The stator and collector plates are rigidly connected with each other by screws 10 and installed with a gap on either side of the rotor.

Величина зазора между статорной и токосъемной пластинами устанавливается прокладками 11. Ротор 1 для исключения возможности замыкания секторов 7, 8, 3, 4, 3^х, 4' при соприкосновении со статорной и токосъемной пластинами покрыт тонкой изоляционной пленкой 12. Соединение секторов 3, 4, 7, 8 производится на внешней стороне соответствующих пластин через металлизированные отверстия 13. Крепление контролируемого объекта возможно как к ротору при неподвижных пластинах статора и токосъема, так и к пластинам статора и токосъема при неподвижном роторе.The size of the gap between the stator and collector plates is set by gaskets 11. The rotor 1 to exclude the possibility of closing sectors 7, 8, 3, 4, 3 ^х , 4 'in contact with the stator and collector plates covered with a thin insulating film 12. The connection of sectors 3, 4, 7, 8 is made on the outer side of the respective plates through the metallized holes 13. The mounting of the object being inspected is possible both to the rotor with the fixed plates of the stator and the current collection, and to the plates of the stator and the current collection with the fixed rotor.

Емкостной датчик перемещений работает следующим образом.Capacitive displacement sensor works as follows.

С источника 5 на группы секций 3 и 4 статорной пластины 2 соответственно подаются синусоидальные напряжения, сдвинутые на 90 град.From source 5 to the group of sections 3 and 4 of the stator plate 2, respectively, sinusoidal voltages are shifted by 90 degrees.

В секциях 7 токосъема 6 суммируются с соответствующим коэффициентом, зависящим от положения ротора 1, сигналы, наводимые от секций 3', 4', статора 2. В секциях 8 токосъема 6 суммируются сигналы, наводимые от секций 3, 4 статора 2. Емкостной датчик перемещений имеет дифференциальный выход, соединенный с секциями 7 и 8 токосъема 6. На выходе датчика формируется сигнал переменного тока постоянной амплитуды, фаза которого линейно изменяется в соответствии с измеряемым перемещением. Синфазная помеха, возникающая в секциях 7 и 8 токосъема 6, будет взаимно компенсироваться. Поэтому выходной разностный сигнал датчика не содержит синфазной помехи.In sections 7 of current collection 6 are summed with the corresponding factor depending on the position of rotor 1, signals induced from sections 3 ', 4', stator 2. In sections 8 of current collection 6, signals induced from sections 3, 4 of stator 2 are summed. Capacitive displacement sensor It has a differential output connected to sections 7 and 8 of current collector 6. At the output of the sensor an alternating current signal of constant amplitude is generated, the phase of which varies linearly in accordance with the measured movement. Common-mode noise arising in sections 7 and 8 of current collection 6 will be mutually compensated. Therefore, the output difference signal of the sensor does not contain common mode interference.

Для питания датчика используется двухфазный источник 5, который проще известного четырехфазного источника.To power the sensor, a two-phase source 5 is used, which is simpler than the well-known four-phase source.

11702681170268

/ ΑςΑ/ ΑςΑ

_ _ 7 73 7 73 73 73 -1 г~1-¹ -1 g ~ ^1-1

73 7373 73

Claims

CAPACITIVE SENSOR OF DISPLACEMENTS, containing a rotor, made in the form of a conductive plate,

sinusoidally shaped and electrically connected to the common tire, stator and current collector installed with a gap on opposite sides of the rotor, the stator is made of conductive sections with a width equal to a quarter of the rotor profile change period connected to a power source, the current collector is electrically connected to one displacement sensor , characterized in that, in order to improve the noise immunity of the sensor and its simplification, the stator sections are interconnected through one, the current collection is made of conductive sections, sections the current collectors have a width equal to half the period of rotor profile change, and are interconnected through one, the other half of the conductive sections of the current collector are electrically connected to another output of the displacement sensor, and the power supply is two-phase.

1170268

>

1170268

one

2