RU164300U1

RU164300U1 - ELECTRIC METER

Info

Publication number: RU164300U1
Application number: RU2015146275/28U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Шивринский
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2016-08-27

Abstract

Электроизмерительный прибор, содержащий корпус, шкалу с нанесенными на нее неподвижными электродами из токопроводящего материала, электрически изолированными как от шкалы, так и от остальных элементов конструкции прибора, и стрелочный указатель из токопроводящего материала, отличающийся тем, что корпус прибора выполнен металлическим с нанесенным на внутреннюю поверхность лицевой панели электростатическим прозрачным экраном, а система неподвижных электродов представляет собой три концентрических дугообразных слоя с центром на оси вращения стрелки, отделенных друг от друга пазами, при этом средний слой разделен пазом на две части с возможностью дифференциального и монотонного изменения емкостей между стрелкой и каждым из двух полученных таким образом электродов.An electrical measuring device comprising a housing, a scale with fixed electrodes of conductive material deposited thereon, electrically isolated from both the scale and other structural elements of the device, and an arrow pointer of conductive material, characterized in that the housing of the device is made of metal with an internal coating the front panel surface is an electrostatic transparent screen, and the fixed electrode system consists of three concentric arcuate layers centered on the axis rashchenija arrows, separated by grooves, the middle layer of the slot is divided into two parts with the possibility of differential capacitances and monotonic variation between the arrow and each of the two electrodes thus obtained.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в системах с автоматическим сбором информации о значениях измеряемых величин для стрелочных приборов.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used in systems with automatic collection of information about the values of the measured values for switch instruments.

Известен электроизмерительный прибор с встроенным емкостным датчиком, образованным стрелочным указателем и нанесенной на шкалу системой неподвижных электродов из токопроводящего материала (см. патент РФ №1308018, G01R 35/00, Б.И. №14, 1997). Под действием измеряемого сигнала подвижная часть прибора поворачивается, и указатель изменяет свое положение относительно оцифрованных отметок шкалы, а значит, и относительно слоев проводящего материала, расположенных соосно с оцифрованными отметками. При прохождении указателем середины оцифрованной отметки электрическая емкость между указателем и соответствующим слоем проводящего материала максимальна.Known electrical instrument with a built-in capacitive sensor formed by a pointer and marked on a scale by a system of fixed electrodes of conductive material (see RF patent No. 1308018, G01R 35/00, B.I. No. 14, 1997). Under the influence of the measured signal, the movable part of the device rotates, and the pointer changes its position relative to the digitized marks of the scale, and hence relative to the layers of conductive material located coaxially with the digitized marks. When the pointer passes through the middle of the digitized mark, the electric capacitance between the pointer and the corresponding layer of conductive material is maximum.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного электроизмерительного прибора, относится невозможность идентификации слоя, над которым в данный момент находится стрелка, при произвольном характере изменения входного сигнала прибора.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known electrical measuring device include the impossibility of identifying the layer over which the arrow is currently located, with an arbitrary nature of the change in the input signal of the device.

Наиболее близким электроизмерительным прибором того же назначения к заявленному прибору по совокупности признаков является прибор с встроенным емкостным датчиком, образованным стрелочным указателем и нанесенными на шкалу неподвижными электродами из токопроводящего материала, электрически изолированными как от шкалы, так и от остальных элементов конструкции прибора, в котором система неподвижных электродов представляет собой дугообразный слой с центром на оси вращения стрелки, разделенный пазом на две части, при этом имеется дополнительный дугообразный слой, (см. патент РФ №2122180, G01D 5/00, G01R 5/00, Б.И. №32, 1998) и принятый за прототип.The closest electrical measuring device of the same purpose to the claimed device according to the totality of features is a device with a built-in capacitive sensor, formed by an arrow pointer and fixed electrodes of conductive material applied to the scale, electrically isolated both from the scale and from the rest of the structural elements of the device in which the system fixed electrodes is an arcuate layer centered on the axis of rotation of the arrow, divided by a groove into two parts, while there is additional solid arcuate layer, (see RF patent No. 2122180, G01D 5/00, G01R 5/00, B.I. No. 32, 1998) and adopted as a prototype.

Форма паза между электродами выбирается такой, что площади перекрытия неподвижных электродов и стрелки при ее повороте в одну сторону изменяются монотонно и дифференциально относительно друг друга, при этом выходные емкости электродов также будут изменяться дифференциально и монотонно. Емкость между дополнительным дугообразным слоем и стрелкой зависит только от расстояния между стрелкой и шкалой, что позволяет вносить поправку в показания емкостного датчика на изменение зазора между стрелкой и шкалой.The shape of the groove between the electrodes is chosen such that the overlapping areas of the stationary electrodes and the arrows when it is turned in one direction change monotonously and differentially with respect to each other, while the output capacitances of the electrodes will also change differentially and monotonously. The capacity between the additional arcuate layer and the arrow depends only on the distance between the arrow and the scale, which allows you to adjust the capacitive sensor for a change in the gap between the arrow and the scale.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата при использовании известного электроизмерительного прибора с встроенным емкостным датчиком, принятого за прототип, относятся дополнительные погрешности емкостного датчика, вызванные наклоном стрелки относительно плоскости шкалы.The reasons that impede the achievement of the result indicated below when using a well-known electrical measuring device with an integrated capacitive sensor adopted as a prototype include additional capacitive sensor errors caused by the tilting of the arrow relative to the scale plane.

Технический результат - исключение дополнительных погрешностей встроенного емкостного датчика, вызванных наклоном стрелки относительно плоскости шкалы.The technical result is the exclusion of additional errors of the built-in capacitive sensor caused by the tilt of the arrow relative to the plane of the scale.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что известный электроизмерительный прибор с встроенным емкостным датчиком содержит шкалу с нанесенными на нее неподвижными электродами из токопроводящего материала, электрически изолированными как от шкалы, так и от остальных элементов конструкции прибора, и стрелочный указатель из токопроводящего материала.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that the known electrical measuring device with an integrated capacitive sensor contains a scale with fixed electrodes of conductive material deposited on it, electrically isolated both from the scale and from the remaining structural elements of the device, and an arrow pointer from conductive material .

Особенностью является то, что система неподвижных электродов представляет собой три концентрических дугообразных слоя с центром на оси вращения стрелки, отделенных друг от друга пазами, при этом средний слой разделен пазом на две части с возможностью дифференциального и монотонного изменения емкостей между стрелкой и каждым из двух полученных таким образом электродов.The peculiarity is that the fixed electrode system consists of three concentric arcuate layers centered on the axis of rotation of the arrow, separated by grooves, while the middle layer is divided by the groove into two parts with the possibility of differential and monotonic change of capacitance between the arrow and each of the two received thus the electrodes.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлен вид спереди на электроизмерительный прибор с встроенным емкостным датчикомThe essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a front view of an electrical meter with a built-in capacitive sensor.

углового положения стрелочного указателя, а также вид сбоку в сечении А-А.the angular position of the arrow pointer, as well as a side view in section AA.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.Information confirming the feasibility of implementing the utility model with obtaining the above technical result is as follows.

Электроизмерительный прибор содержит шкалу 1 с нанесенными на нее неподвижными электродами 3, 4, 5 из токопроводящего материала, электрически изолированными как от шкалы 1, так и от остальных элементов конструкции прибора, и стрелочный указатель 6 из токопроводящего материала. Система неподвижных электродов 2, 3, 4, 5 представляет собой три концентрических дугообразных слоя с центром на оси вращения стрелки 6, отделенных друг от друга пазами, при этом средний слой разделен пазом на две части с возможностью дифференциального и монотонного изменения емкостей между стрелкой 6 и каждым из двух полученных таким образом электродов 3, 4.The electrical measuring device comprises a scale 1 with fixed electrodes 3, 4, 5 of conductive material deposited thereon, electrically isolated from both scale 1 and the remaining structural elements of the device, and a pointer 6 of conductive material. The system of fixed electrodes 2, 3, 4, 5 consists of three concentric arcuate layers centered on the axis of rotation of arrow 6, separated by grooves, while the middle layer is divided by a groove into two parts with the possibility of differential and monotonic change of capacitance between arrow 6 and each of the two electrodes 3, 4 thus obtained.

Электроизмерительный прибор работает следующим образом.An electrical meter works as follows.

Под действием измеряемого сигнала стрелка 6 изменяет свое положение относительно отметок шкалы 1 и системы неподвижных электродов 2, 3, 4, 5.Under the influence of the measured signal, arrow 6 changes its position relative to the marks of the scale 1 and the system of stationary electrodes 2, 3, 4, 5.

При нахождении стрелки 6 в зоне электродов 2, 5 выходные емкости соответствующих электродов не зависят от угла поворота стрелки 6, но изменяются в зависимости от расстояния между стрелкой 6 и соответствующим участком шкалы 1.When arrow 6 is in the zone of electrodes 2, 5, the output capacitances of the corresponding electrodes do not depend on the angle of rotation of arrow 6, but vary depending on the distance between arrow 6 and the corresponding section of scale 1.

Площади перекрытия неподвижных электродов 3, 4 и стрелки 6 при ее повороте в одну сторону изменяются монотонно и дифференциально относительно друг друга, при этом выходные емкости электродов 3, 4 также будут изменяться дифференциально и монотонно.The overlapping areas of the stationary electrodes 3, 4 and arrows 6 when it is turned in one direction change monotonously and differentially with respect to each other, while the output capacitances of the electrodes 3, 4 will also change differentially and monotonously.

Выходные емкости между стрелкой 6 и неподвижными электродами 2, 5 не зависят от угла поворота стрелки 6 и могут использоваться для ввода поправок как на изменение зазора между стрелкой 6 и шкалой 1, так и на угол наклона стрелки 6 к плоскости шкалы 1.The output capacitance between the arrow 6 and the stationary electrodes 2, 5 are independent of the angle of rotation of the arrow 6 and can be used to enter corrections for changing the gap between the arrow 6 and scale 1, as well as the angle of the arrow 6 to the plane of the scale 1.

Исследования показали, что предлагаемый электроизмерительный прибор с встроенным емкостным датчиком углового положения стрелочного указателя имеет возможность компенсации погрешностей, вызванных изменением зазора между стрелкой и шкалой, а также наклоном стрелки относительно плоскости шкалы.Studies have shown that the proposed electrical instrument with a built-in capacitive sensor for the angular position of the pointer has the ability to compensate for errors caused by a change in the gap between the arrow and the scale, as well as the slope of the arrow relative to the plane of the scale.

Предлагаемый электроизмерительный прибор с встроенным емкостным датчиком углового положения стрелочного указателя может найти применение в измерительных системах со стрелочными приборами и автоматическим сбором информации о значениях контролируемых величин.The proposed electrical instrument with a built-in capacitive sensor for the angular position of the pointer can be used in measuring systems with pointer devices and the automatic collection of information about the values of monitored values.

Claims

An electrical measuring device comprising a housing, a scale with fixed electrodes of conductive material deposited thereon, electrically isolated from both the scale and other structural elements of the device, and an arrow pointer of conductive material, characterized in that the housing of the device is made of metal with an internal coating the front panel surface is an electrostatic transparent screen, and the fixed electrode system consists of three concentric arcuate layers centered on the axis rashchenija arrows, separated by grooves, the middle layer of the slot is divided into two parts with the possibility of differential capacitances and monotonic variation between the arrow and each of the two electrodes thus obtained.