SU1249309A1 - Capacitive meter of angular shifts - Google Patents
Capacitive meter of angular shifts Download PDFInfo
- Publication number
- SU1249309A1 SU1249309A1 SU853846310A SU3846310A SU1249309A1 SU 1249309 A1 SU1249309 A1 SU 1249309A1 SU 853846310 A SU853846310 A SU 853846310A SU 3846310 A SU3846310 A SU 3846310A SU 1249309 A1 SU1249309 A1 SU 1249309A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electrodes
- rectangular
- axis
- electrode
- capacitive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет расширить диапазон измерени углов емкостного измерител угловых перемещений до ±180°. Емкостной датчик угла содержит два установленных с возможностью поворота один относительно другого вокруг общей оси вращени пр моугольных измерительных электрода, один из которых снабжен заземленным охранным электродом. Эти электроды помещены внутри полого цилиндрического экранирующего электрода, ось которого совпадает с осью вращени пр моугольных электродов. Экранирующий электрод заземлен, а параллельно измерительным электродам включен корректирующий конденсатор, емкость которого выбираетс в соответствии с заданным математическим выражением, включающим в себ размеры измерительного и охранного электродов. При работе датчика паразитные составл ющие измер емой емкости между активными поверхност ми расположенных под углом пр моугольных измерительных электродов компенсируютс , что повыщает линейность характеристики преобразовани емкостного измерител угла в щироком диапазоне измер емых углов. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. to (Л го j; 00The invention relates to a measurement technique and allows extending the measurement range of angles of a capacitive angular displacement meter to ± 180 °. The capacitive angle sensor contains two rotatably mounted one relative to the other around a common axis of rotation of rectangular measuring electrodes, one of which is equipped with a grounded guard electrode. These electrodes are placed inside a hollow cylindrical shielding electrode whose axis coincides with the axis of rotation of the rectangular electrodes. The shielding electrode is grounded, and a correction capacitor is connected in parallel with the measuring electrodes, the capacitance of which is selected in accordance with the specified mathematical expression, including the dimensions of the measuring and guard electrodes. When the sensor operates, the parasitic components of the measured capacitance between the active surfaces located at an angle of the rectangular measuring electrodes are compensated, which increases the linearity of the conversion characteristics of the capacitive angle meter in the wide range of measured angles. 1 h. item f-ly, 2 ill. to (l go j; 00
Description
1one
Изобретение относитс к измерите,;1ьной технике и может быть использовано дл из-The invention relates to measure; 1 technology and can be used for
мерени уг, 1овых перемен;ений.measure, first change;
Цель изобретени - расн1ирение диапа- 3()на измерений емкостно1Ю датчика угла до 180° нутем ;1инеаризации его преобразовани в этом диапазоне с номон1,ью экранирующих электродов в еочетании с кор- ректируюн1им конденсатором заданной емкости .The purpose of the invention is to distribute the range of () to measurements of the capacitance of the angle sensor up to 180 °; 1linearize its conversion in this range with the nominal screening electrodes in combination with the correct capacitor of the given capacitance.
На фиг. 1 ноказан емкостный и; меритель угловых перемещений, общий нид; на ф Иг. 2 -- е.мкостный датчик угла, нопе)ечное сечение.FIG. 1 is shown capacitive and; measure of angular displacements, general nid; on f Ig. 2 - capacitive angle sensor, knock), section.
Емкостный измеритель угловых перемещений содержит емкостный датчик угла, нр моугольные э;1ектроды 1 и 2 которого имеют общую ось 3 (вращени , с которой совмещена лини нересечени активных внутренних новерхностей этих электродов или их продолжени . Один и; электродов датчика угла, например, неподвиж1П)1Й элект- род 2, окружен размец;енным с нн.м в плоскости охранпым электродо.м 4. Экрани- руюн1ий электрод 5, В1 п1олненный в виде полого ци.чнндра, ось которого совмещена с осью 3 вранхе1щ пр моуголь11ых электродов 1 и 2 емкостного датчика, электриче- ски соединен с охранным электродом 4, присоединенным к общей точке заземлени и,in эквипотенциальной ей точке. Пр м()угол1)Пые электроды 1- и 2 или хот бы одии из них экранированы снаружи мета. клическим слоем , вынолнепным на тех же изолированных подложках, что и нр моугольные электроды 1 и 2 емкостного датчика. Ввиду этого между этими поверхност ми электродов умен1 щаетс наразнтна св з1. ...у эпектродамн 1 и 2 вк,:1ючена изме 1ительпа . схема G, котора предназначена д,1Я контрол величины, обратно npOHOpHiioHa.iijiioii измер емой емкости С,; между этими электродами , ,ейс информативным параметром yr,:ia (( между нимн, завис щего от уг. ювого ноложени об ьекта контрол (не показан). Между этими же электродами 1 и 2 емкостного датчика подк.лючс корректирующий копдепсатор 7.A capacitive angular displacement meter contains a capacitive angle sensor, nr mongular e; 1 spectrods 1 and 2 of which have a common axis 3 (rotation, with which the continuity line of the active internal surfaces of these electrodes or their continuation is combined. The 1st electrode 2 is surrounded by spaced electrodes in the plane of the guard electrode 4. The shielding electrode 5, B1 filled in the form of a hollow cy.chnr, the axis of which is aligned with the axis 3 of the right angles of the right carbon electrodes 1 and 2 capacitive sensor, electrical The cable is connected to a guard electrode 4 connected to the common ground point and, in the point equipotential to it. Straight () angle 1) Pyie electrodes 1- and 2 or at least one of them is shielded outside the meta. A clinical layer, vnolnopnym on the same isolated substrates as nr mogalnye electrodes 1 and 2 of the capacitive sensor. In view of this, between these surfaces of the electrodes there is a decrease in the interconnection of the coupling. ... in the 1 and 2 protodrodnamn,: scheme G, which is designed d, 1I of the control value, back npOHOpHiioHa.iijiioii measurable capacitance C ,; between these electrodes,, with the informative parameter yr,: ia ((between them depending on the corner of the control object (not shown). Between the same electrodes 1 and 2 of the capacitive sensor, the corrective co-detector is 7.
Нмкостпый измеритель угловых переме- П1еннй работает следуюнчим образом.An acoustical angle meter is operated as follows.
При изменении углового положени об 1з- ектна измен етс угол (р между пр моугольными электродами 1 и 2 емкостного датчика, что ириводит к изменению емкости S,, между ними, обратна величина которой из.мер ет- с с номощью схемы 6, нредета1 л юп1ей собой, па |ример, мостовую схему пзмереии . В емкостном датчике yi Jia, имеюгцем описанную ко 1струкцию н цилиндрический экранирующий э, 1ектрод, величина С. между электрода.ми е измен юн1имс у1-,човым но , ожением определ етс следующим соотпо- тением:When the angular position is changed about 1z, the angle changes (p between the rectangular electrodes 1 and 2 of the capacitive sensor, which leads to a change in capacitance S, between them, the reciprocal of which varies with the circuit 6, This is a parasite bridge circuit. In a capacitive sensor, yi Jia, having the described structure, a cylindrical shielding device, 1 electrode, the value of S. between the electrode, the variation, is determined by the following :
1 .- -т , L 1 .- -t, L
- i у ., - i y.,
(1)(one)
2. (2. (
УHave
;2;; 2;
С, + (f C, + (f
Sf/:#-.Sf /: # -.
(3)(3)
5five
о и bo and b
0 5 о 0 5 o
//
/ -абсолютна диэлектрическа проницаемость среды между электродами емкостного датчика;f is the absolute dielectric constant of the medium between the electrodes of the capacitive sensor;
длина параллельной оси 3 вращени стороны пр моугольного электрода 2, снабженного охранным электродом 4;a length parallel to the axis of rotation 3 of the side of the rectangular electrode 2 provided with a guard electrode 4;
радиус Ешутренней поверхности цилиндрического экранирующего электрода;the radius of the Euthene surface of the cylindrical shielding electrode;
-рассто ни от оси параллельных ей удаленной сторон, пр моугольного электрода, снабженного охранным электродом.- distance from the axis of the sides of the rectangular electrode parallel to it, of the rectangular electrode equipped with a guard electrode.
При b R, т. е. при практическом совпа- л.ении удаленной стороны пр моугольного электрода 2, параллельной оси 3 врапдени , с об|)азуюндей внутренней поверхности экранирующего цилиндрического электрода 5, составл юп1а С становитс равнойWhen b R, i.e., at the practical coincidence of the distant side of the rectangular electrode 2, parallel to the axis 3 of the impingement, with the circumference of the inner surface of the shielding cylindrical electrode 5, it becomes equal to
3 вращени до ближайц ей и соответственно.3 rotations to the nearest and respectively.
С, 2фп2 const.C, 2pf2 const.
;41; 41
0 5 о 0 5 o
5 - five -
00
00
При (240,1/, т. е. при достаточно не- болыпой ширине охранного электрода 4 на участке между осью 3 вранхени и ближай- Н1ей к ней параллельной стороной пр моугольного неподвижного электрода 2 по сравнению с радиусом внутренней поверхности экранируюндего электрода 5, величина составл ющей С-) стремитс к нулю в диапазоне углов ((; 5С.With (240.1 /, i.e., with a rather small width of the guard electrode 4 in the area between the axis 3 of the liver and the closest parallel side to it of the rectangular stationary electrode 2 compared to the radius of the inner surface of the shielding electrode 5, component C-) tends to zero in the range of angles ((; 5C.
Поэтому включение корректирующего конденсатора 7 юсто нной емкости, численно равной С|, нараллельно измерительным пр моугольным электродам 1 и 2 емкостного .чатчика, позвол ет исключить С из уравнени (I), благ одар чему на выходе емкостного измерител угловых перемещений получают практически линейную, однозначную в диапазоне угла q, О--180° функцию преобразовани , котора представл ет собой зависимость емкостного сопротивлени 1/шС. в функции угла у. Нелинейность функции преобразовани угла в этом диапазоне не нревьппает 0,7%. Высока помехо- занц-ицепность и компактность конструкции, а также стабильность функции преобразовани позвол ют использовать емкостный измеритель угла также и в диапазоне 180 - 360°, что не в.лечет за собой усложнени его конструкции, хот нелинейность характерис- преобразовани при этом монотонно возрастает от 0,7 до 10%.Therefore, the inclusion of a correction capacitor 7 of a just-capacitance, numerically equal to C |, along the measuring rectangular electrodes 1 and 2 of the capacitive processor, eliminates C from equation (I), which at the output of the capacitance meter of angular displacements get almost linear, unambiguous in the range of the angle q, O - 180 °, the conversion function, which is the capacitance 1 / ws dependence. as a function of angle y. The nonlinearity of the angle transform function in this range does not exceed 0.7%. The high noise-attenuation and compactness of the structure, as well as the stability of the conversion function, make it possible to use a capacitive angle meter also in the range of 180 - 360 °, which does not imply a complication of its design, although the non-linearity of the conversion increases monotonically from 0.7 to 10%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853846310A SU1249309A1 (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Capacitive meter of angular shifts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853846310A SU1249309A1 (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Capacitive meter of angular shifts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1249309A1 true SU1249309A1 (en) | 1986-08-07 |
Family
ID=21159496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853846310A SU1249309A1 (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Capacitive meter of angular shifts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1249309A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110986755A (en) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | Electrical appliance inclination detection structure, method and device, storage medium and electrical appliance |
-
1985
- 1985-01-29 SU SU853846310A patent/SU1249309A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1185069, кл. G 01 В 7/30, 1982. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110986755A (en) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | Electrical appliance inclination detection structure, method and device, storage medium and electrical appliance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4347478A (en) | Capacitive gauge | |
US5479104A (en) | Electrical sensor for determining the moisture content of soil | |
US5172481A (en) | Electronic inclinometer | |
US3732553A (en) | Capacitive pick-off transducer | |
US6586943B1 (en) | Sensor signal processing apparatus | |
JP3556949B2 (en) | Potentiometer | |
SU1249309A1 (en) | Capacitive meter of angular shifts | |
RU2087873C1 (en) | Electric capacitive converter for level measurement | |
JPH0419466Y2 (en) | ||
EP0546822A2 (en) | Inclinometer using a dielectric liquid | |
JPS58206901A (en) | Strain gage for high temperature of sealed structure | |
SU1185069A1 (en) | Capacitive movement transducer having a variable clearance | |
SU1446460A1 (en) | Device for measuring angular displacement | |
JPH06341805A (en) | Capacitance type linear scale | |
SU1578448A1 (en) | Method of measuring displacements | |
SU1599644A1 (en) | Differential capacitive transducer of displacements | |
SU1188523A1 (en) | Variable-capacitance displacement transducer | |
SU1428908A1 (en) | Variable-capacitance transducer for measuring displacements along three coordinate axes | |
JPS59216012A (en) | Electrostatic capacity type inclination sensor | |
SU1249319A1 (en) | Capacitive transducer of angular shifts with variable gap | |
JP2729321B2 (en) | Capacitance type measuring instrument | |
JPS585202Y2 (en) | Electrostatic probe for displacement meter | |
RU1838755C (en) | Angular displacement differential capacitive converter | |
JPH0411129Y2 (en) | ||
SU1538037A1 (en) | Capacitive transducer of angular displacements |