SU924620A1 - Датчик изменени емкости - Google Patents

Description

Изобретение относитс , к автомати ке, преобразовательной и вычислительной технике и может быть использовано в составе след вдх систем пере менного тока, в устройствах вводавывода данных, в резонансных схемах дл  электрического измерени  неэлектрических величин, в Шифраторах перемещений и т.д.

Известен емкостный датчик, содержащий два электрода it экран, электроды подсоединены к первичной обмотке трансформатора, вторична  понижгиоща  обмотка которого подключена к измерительной цепи, причем трансформатор размещен внутри экрана 1.

Недостатком известного устройства  вл ютс  низка  стабильность и точность преобразовани .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  датчик изменени  емкости, содержащий генератор, регистрирующий прибор, резонирующий элемеит, выполненный в виде пьезоэлектрического трансформатора сдвига, выходна  .секци  которого  вл етс  одной из обкладок управл емого криденсатора 21.

Недостатком известного устройства  вл етс  зависимость выхЬдной величины от параметров источника питани .

а также от внешних условий, что не позвол ет получить достаточную точность и стабильность устройства.

Цель изобретени  - увеличение чувствительности и стабильности датчика .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике изменени  емкости, содержащем генератор, резонирующий

10 элемент в виде пьезоэлектрического трансформатора, управл емый конденсатор и регистрирующий прибор , пьезоэлектрический трансформатор выполнен в виде кольца с воздушным промежутком

15 с одной входной секцией и двум  идентичными выходными секци ми, электроды на торцах которых образуют электрический диффереициальный конденсатор, управл е лый поступательным перемеще20 нием, заземленного электрода, наход щегос  йежду электродами электрического дифференциального конденсатора, а пол ризаци  во входной и выходной секци х пьезоэлектрического трансфор25 матора выполнена перпендикул рно к электродам.

Электроды входной секции пьезоэлектрического трансформатора расположены на цилиндрических поверхност х

Claims (2)

1. 30 кольца. Пьезоэлектрический трансформатор выполнен в виде биморфа, в котором одноименные секции каждой из составл юсцих биморфа пол ризованы навстречу друг другу. На чертеже приведена структурна  схема датчика. Датчик состоит из пьезоэлектрического трансформатора 1 в виде коль ца с воздушныг/ промежутком (разрезом Электроды 2 и 3 входной секции пьезоэлектрического трансформатора подключены к генератору 4, а электроды 5 и 6 выходных секций пьезоэлектрического трансформатора  вл ютс  в то же врем  электродами электрическо го дифференциального конденсатора С управл емого заземленным электродом, а также дифференциальный усилитель 8 Пунктирными стрелками показаны направлени , пол ризации пьезоэлектрического трансформатора. Сплошными стрелками указано возможное направление перемещени  зaзe Шeннoй обклад ки конденсатора. Датчик работает следующим образом . Электрическое напр жение генератора 4 подаетс  на пьезоэлектрический трансформа.тор 1 с частотой, равной резонансной частоте собственных механических колебаний пьезоэлектрического трансфорг.атора 1. Последний работает на резонансной частоте. При изменении положени  зазерлленного электрода электрического дифференциального конденсатора С, емкость, под ключенна  к одной выходной секции, уменьшаетс  на величину, соответству ющую перемещению заземленного электрода; в то же врем  на такую же величину увеличиваетс  емкость, подклю ченна  к другой выходной секции пьезоэлектрического трансформатора. При изменении емкости нагрузки каждой из входньх секций коэффициент трансформации измен етс  и, если сигнал на входе пьезоэлектрического, трансформатора не измен етс , выходное напр жение измен етс  в линейной области пропорционально емкости Сх. На выходе дифференциального усили тел  8 вырабатываетс  сигнал рассогласовани , не завис щий от состава среды и от наличи  влаги в емкостном датчике, а также от изменений параме ров генератора 4, так как дл  обеих емкостей, подключенных к выходным секци м трансформатора, диэлектричес ка  посто нна  -мен етс  одинаково. Дл  датчика только погрешность, св занна  с вли нием среды и влажности, составл ет 0,01%, что, меньше погрешности уже известных устройств в 1,5 раза. Преимуществом датчика  вл етс  простота, возможность-получат на выходе пьезоэлектрических трансформаторов сигнал до сотни вольт в режиме холостого хода (при незначительном напр жении на входе трансформатора ), что ведет к увеличению сигнала рассогласовани  и, следовательно , чувствительности датчика. Датчик также дает возможность получать сигнал , независимый от нестабильности источника питани  и самого пьезоэлектрического трансформатора. Таким образом, датчик на пьезоэлектрическом трансформаторе  вл етс  емкостным дифференциальным датчиком. К достоинствам предлагаемого датчика относитс  палое потребление энергии , простота изготовлени  (прессование или литье заготовок пьезокерамики ), дешевизна пьезокерамики, стабильность и высока  точность, что позвол ет применить емкостный пьезоэлектрический датчик в приборах, в которых допускаетс  погрешность сотыетыс чные доли процента. Формула изобретени  1.Датчик изменени  емкости, содержащий генератор, резонирующий элемент в виде пьезоэлектрического трансформатора , управл емый конденсатор и регистрирующий прибор, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью увеличени  чувствительности и стабильности датчика, пьезоэлектрический трансформатор выполнен в виде кольца с воздушным промежутком с одной входной секцией и двум  идентичными выходными секци ми, электроды на торцах которых образуют электрический дифференциальный конденсатор, управл емый поступательным перемещением заземленного электрода, наход щегос  между электродами электрического дифференциального конденсатора, а пол ризаци  во входной и выходной секци х пьезоэлектрического трансформатора выполнена перпендикул рно к электродам. 2.Датчик ПОП.1, отлич ающ и и с   тем, что электроды входной секции пьезоэлектрического трансформатора расположены на цилиндри-. ческих поверхност х кольца. 3.Датчик ПОП.1, отличи ющ и и с   тем, что пьезоэлектрический трансформатор выполнен в виде биморфа, в которого одноименные секции каждой из составл ющих биморфа пол ризованы навстречу друг другу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 348953, кл, G 01 R 27/26, 1970,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 796773, кл. G 01 R 27/26, 1979,