RU2093804C1 - Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия и датчик для его осуществления - Google Patents
Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия и датчик для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093804C1 RU2093804C1 RU94039130A RU94039130A RU2093804C1 RU 2093804 C1 RU2093804 C1 RU 2093804C1 RU 94039130 A RU94039130 A RU 94039130A RU 94039130 A RU94039130 A RU 94039130A RU 2093804 C1 RU2093804 C1 RU 2093804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- force
- capacitors
- action
- differential
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: под действием преобразуемого усилия одновременно плоскопараллельно в противоположных относительно друг друга направлениях перемещаются обкладки конденсаторов, соединенные с упругими элементами. Датчик содержит конденсаторы, одни обкладки которых выполнены в виде балки с отверстиями, а другие жестко соединены с этой балкой, и силоприемный элемент. Оси отверстий расположены в плоскости, перпендикулярной направлению действия преобразуемого усилия, отверстия расположены симметрично относительно направления действия этого усилия, а обкладки конденсаторов жестко соединены с балкой элементом связи, расположенным на оси действия преобразуемого усилия. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к емкостным преобразователям усилий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения знакопеременных усилий, силы тяжести в весодозирующих устройствах и др.
Известен емкостный датчик давления, содержащий изолированные друг от друга мембрану и электрод, выполненный в виде диска, прилегающего к мембране со стороны, противоположной избыточному давлению, и скрепленного с ней в точке ее поверхности [1]
Недостатком известного технического решения является невысокая стабильность характеристики преобразования, связанная с отсутствием компенсации влияния факторов внешней среды, например температуры и др.
Недостатком известного технического решения является невысокая стабильность характеристики преобразования, связанная с отсутствием компенсации влияния факторов внешней среды, например температуры и др.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к изобретению является способ для дифференциально-емкостного преобразования усилия, согласно которому изменяют емкости двух конденсаторов, перемещая одновременно под действием усилия подвижные обкладки конденсаторов относительно неподвижных, увеличивая зазор между обкладками одного конденсатора и уменьшая зазор между обкладками другого конденсатора [2]
Способ-прототип включает в себя следующую основную операцию: под действием преобразуемого усилия одновременно перемещаются в одну и ту же сторону подвижные обкладки обоих конденсаторов, уменьшая зазор между обкладками одного конденсатора и увеличивая зазор между обкладками другого конденсатора.
Способ-прототип включает в себя следующую основную операцию: под действием преобразуемого усилия одновременно перемещаются в одну и ту же сторону подвижные обкладки обоих конденсаторов, уменьшая зазор между обкладками одного конденсатора и увеличивая зазор между обкладками другого конденсатора.
Датчик-прототип содержит конденсаторы, подвижные обкладки которых соединены с силоприемным элементом и упругими элементами (пружинками).
Недостатком известного технического решения также является недостаточная стабильность характеристики преобразования, обусловленная наличием значительного числа разнородных по материалу элементов связи в конструктивной цепи позиционирования (подвижные обкладки упругие элементы диэлектрические прокладки корпус датчика).
Данное техническое решение направлено на повышение стабильности характеристики преобразования датчика для дифференциально-емкостного преобразования усилия.
Решение поставленной задачи достигается тем, что согласно способу для дифференциально-емкостного преобразования усилия, в соответствии с которым изменяют емкости двух конденсаторов, перемещая одновременно под действием преобразуемого усилия одни обкладки конденсаторов относительно других, уменьшая зазор между обкладками одного конденсатора и увеличивая зазор между обкладками другого конденсатора, перемещаемые в упомянутом относительном движении обкладки конденсаторов перемещают относительно друг друга плоскопараллельно в противоположных направлениях, в датчике для дифференциально-емкостного преобразования усилия, содержащем конденсаторы, одни обкладки которых соединены с упругими элементами, и силоприемный элемент, упругие элементы конструктивно выполнены обеспечивающими одновременное плоскопараллельное перемещение в противоположных направлениях относительно друг друга соединенных с ними обкладок конденсаторов, причем упругие элементы и соединенные с ними обкладки конденсаторов конструктивно выполнены в виде балки с отверстиями, с которой жестко соединены другие обкладки конденсатора, оси отверстий расположены в плоскости, перпендикулярной направлению действия преобразуемого усилия, отверстия расположены симметрично относительно направления действия преобразуемого усилия, а место закрепления обкладок конденсаторов, жестко соединенных с балкой, расположено на оси направления преобразуемого усилия.
Предлагаемый способ включает в себя следующую основную операцию: под действием преобразуемого усилия одновременно плоскопараллельно в противоположных относительно друг друга направлениях перемещаются обкладки конденсаторов, соединенные с упругими элементами.
Осуществление указанного перемещения обкладок конденсаторов, соединенных с упругими элементами, позволяет существенно повысить стабильность характеристики преобразования датчика для дифференциально-емкостного преобразования усилия.
На фиг. 1 показан датчик, реализующий предлагаемое техническое решение, при отсутствии усилия F. На фиг. 2 показан датчик при воздействии усилия F.
Датчик содержит обкладки конденсатора 1, расположенные на диэлектрической пластине 2, жестко соединенной посредством элемента связи 3 с балкой 4, которая одновременно вмещает в себя другие обкладки конденсатора, показанные в виде участков 5 на поверхности балки 4, и упругие элементы 6, сформированные посредством выполнения отверстий 7, а также силоприемный 8 и опорный 9 элементы.
Данное техническое решение реализуется следующим образом.
Преобразуемое усилие F прикладывается к силоприемному элементу 8 как в направлении его сжатия, так и растяжения. Под действием преобразуемого усилия F упругие элементы 6 изгибаются. На фиг. 2 показан случай изгиба упругих элементов 6 под действием преобразуемого усилия F в направлении сжатия. При изгибании упругих элементов 6 соединенные с ними обкладки конденсаторов, показанные в виде участков 5 на поверхности балки 4, перемещаются плоскопараллельно в противоположных относительно друг друга направлениях. При этом обкладки 1 конденсаторов, расположенные на диэлектрической пластине 2, остаются неподвижными относительно центральной части балки 4, в которой находится место закрепления элемента 3, жестко соединенного также с диэлектрической пластиной 2. Вследствие этого в случае, показанном на фиг. 2, зазор между обкладками 1 и 5 левого конденсатора увеличивается, а зазор между обкладками 1 и 5 правого конденсатора уменьшается. При растягивающем действии преобразуемого усилия F происходит обратное изменение зазоров. Изменение зазоров приводит к дифференциальному изменению электрических емкостей конденсаторов. Электрически связанная с обкладками конденсаторов измерительная цепь преобразует дифференциальное изменение емкостей в электрический сигнал, пропорциональный преобразуемому усилию F. Таким образом, в предлагаемом техническом решении реализуется способ дифференциально-емкостного преобразования усилия.
Преимущества предлагаемого технического решения обусловлено тем, что упругие элементы 6 и соединенные с ними обкладки конденсаторов, показанные в виде участков 5, конструктивно выполнены как единое целое на основе балки 4 с отверстиями 7. Это позволило максимально упростить конструктивную цепь позиционирования обкладок конденсатора в сравнении с прототипом, где конструктивная цепь позиционирования включает значительное число разнородных по материалу элементов: подвижные обкладки, соединенные с силоприемным элементом; упругие элементы; диэлектрические прокладки; корпус датчика.
В свою очередь, максимально упрощенная конструктивная цепь позиционирования обеспечивает высокую стабильность характеристики преобразования в сравнении с прототипом.
Claims (5)
1. Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия, заключающийся в изменении емкости двух конденсаторов путем одновременного перемещения одних обкладок конденсаторов относительно других под действием преобразуемого усилия с увеличением зазора между обкладками одного конденсатора и уменьшением зазора между обкладками другого, отличающийся тем, что изменение емкости конденсаторов происходит за счет плоскопараллельного в противоположных направлениях перемещения одних обкладок конденсаторов относительно других.
2. Датчик для дифференциально-емкостного преобразования усилия, содержащий конденсаторы, одни обкладки которых соединены с упругими элементами, а также силоприемный и опорный элементы, отличающийся тем, что упругие элементы и соединенные с ними обкладки конденсаторов выполнены в виде балки с отверстиями, а другие обкладки конденсаторов жестко связаны с балкой.
3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что оси отверстий балки расположены в плоскости, перпендикулярной направлению действия преобразуемого усилия.
4. Датчик по п. 2 или 3, отличающийся тем, что отверстия балки расположены симметрично относительно направления действия преобразуемого усилия.
5. Датчик по любому из пп. 2 4, отличающийся тем, что обкладки конденсаторов жестко соединены с балкой элементом связи, расположенным на оси действия преобразуемого усилия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039130A RU2093804C1 (ru) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия и датчик для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039130A RU2093804C1 (ru) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия и датчик для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94039130A RU94039130A (ru) | 1996-08-20 |
RU2093804C1 true RU2093804C1 (ru) | 1997-10-20 |
Family
ID=20161835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94039130A RU2093804C1 (ru) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия и датчик для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2093804C1 (ru) |
-
1994
- 1994-10-12 RU RU94039130A patent/RU2093804C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1045024, кл. G 01 L 9/12, 1983. 2. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. -мЛ.; Энергоатомиздат, ЛО, 1983, с. 142, рис. 7-9д. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94039130A (ru) | 1996-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4885781A (en) | Frequency-selective sound transducer | |
CN100334420C (zh) | 包含弹性材料的位置传感器 | |
JP2743187B2 (ja) | 機械的な運動増幅手段を備えたコンパクトな力トランスジューサ | |
CA2130364A1 (en) | Capacitive transducer feedback-controlled by means of electrostatic force and method for controlling the profile of the transducing element in the transducer | |
JP4166528B2 (ja) | 容量式力学量センサ | |
CN110531109A (zh) | 一种小型弹性板结构的光纤光栅加速度传感器及其测量方法 | |
CN111372179B (zh) | 电容系统及电容式麦克风 | |
RU2093804C1 (ru) | Способ дифференциально-емкостного преобразования усилия и датчик для его осуществления | |
EP0693824B1 (en) | Piezoelectric vibrator with an improved supporting structure | |
US4561038A (en) | Transducers | |
CN105675919A (zh) | 一种基于光纤光栅的低频加速度传感器 | |
SU1432337A1 (ru) | Опорный магнитоэлектрический компенсационный преобразователь | |
SU1179236A1 (ru) | Емкостный сейсмодатчик | |
NZ507946A (en) | Electrocapacitive type force measuring apparatus with a sensor unit for detecting a change in an electrostatic capacitance | |
CN113219649B (zh) | 一种航天应用的高可靠压电偏摆镜 | |
GB2073890A (en) | Capacitance force transducer | |
SU1696920A1 (ru) | Емкостный датчик давлени | |
JP2004294254A (ja) | 静電容量型荷重センサ | |
RU2149411C1 (ru) | Компенсационный акселерометр | |
JPH1164096A (ja) | 渦巻き型感震器 | |
SU1384979A1 (ru) | Датчик давлени | |
RU2148830C1 (ru) | Акселерометр | |
SU1760414A1 (ru) | Емкостный датчик давлени | |
SU1055979A1 (ru) | Преобразователь давлени и температуры | |
SU1150500A1 (ru) | Емкостной датчик давлени |