Приборы контроля линейных микроперемещений на основе бесконтактных электроемкостных трехэлектродных первичных измерительных преобразователей

• Автор: Горбова, Галина Михайловна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 289 с. : ил.

Глава первая. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
1.1. Определение объекта перемещения
1.2. Общие сведения, классификация емкостных преобразователей микроперемещений и выбор направления исследований
1.3. Краткий обзор бесконтактных трехэлектродных емкостных средств контроля микроперемещений заземленных поверхностей и постановка задач
Основные результаты и выводы
Глава вторая. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ЕМКОСТЕЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
2.1. Выбор метода расчета и составление расчетной модели
2.2. Конформное отображение расчетной модели
2.3. Определение напряженности поля, заряда, разности потенциалов и емкости
2.4. Получение частных случаев емкости преобразователя
2.5. Анализ емкостей преобразователя
Основные результаты и выводы
Глава третья. РАЗРАБОТКА ЛИНЕЙНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С КРАЕВОЙ ЕМКОСТЬЮ
3.1. Методика выравнивания статической характеристики преобразователя прямой линией
3.2. Разработка линейного преобразователя
3.3. Расчет погрешности от линеаризации статической характеристики преобразователя
3.4. Влияние высоты потенциальных электродов и расстояния между ними на погрешность преобразователя
3.5. Влияние ширины потенциальных электродов на погрешность преобразователя
3.6. Влияние потенциальных электродов разной высоты на погрешность преобразователя
3.7. Влияние смещения потенциального электрода по высоте на погрешность преобразователя
3.8. Влияние скругления краев электродов на погрешность преобразователя
3.9. Влияние высоты П-образного экрана на погрешность преобразователя
3.10. Влияние зазоров между потенциальными электродами и экранами
Основные результаты и выводы
Глава четвертая. РАЗРАБОТКА ЛИНЕЙНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ ЕМКОСТЬЮ
4.1. Расчет емкости и погрешности от нелинейности преобразователя с учетом зазора между потенциальными электродами и экраном
4.2. Разработка линейного преобразователя
4.3. Расчет линейного преобразователя с учетом зазора между потенциальными электродами и экраном
4.4. Влияние длины охранных электродов на емкость преобразователя
Основные результаты и выводы
Глава пятая. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
5.1. Общие сведения
5.2. Особенности изготовления емкостных линейных высокоточных преобразователей
5.3. Расчет и методика проектирования копланарного преобразователя
5.3.1. Расчет конструктивно-технологических и электрических параметров преобразователя
5.3.2. Методика расчета
5.4. Расчет и методика проектирования преобразователя с краевой емкостью
5.4.1. Расчет конструктивно-технологических параметров преобразователя
5.4.2. Методика расчета
5.5. Расчет и методика проектирования преобразователя с перекрестной емкостью
5.5.1. Выбор конструктивно-технологических параметров преобразователя
5.5.2. Методика расчета
Основные результаты и выводы
Глава шестая. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. КРАТКИЙ ОБЗОР РАЗРАБОТАННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ ВНЕДРЕНИЯ ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ
6.1. Экспериментальные исследования
6.1.1. Экспериментальные исследования копланарного преобразователя
6.1.2. Экспериментальные исследования П-образного преобразователя
6.1.3. Экспериментальные исследования линейного преобразователя с краевой емкостью
6.2. Краткий обзор разработанных средств измерения микроперемещений
6.3. Основные итоги внедрения приборов контроля
Основные результаты и выводы
Основные результаты диссертационной работы
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Емкости и параметры отображения преобразователей
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Документы, подтверждающие экспериментальные
исследования, технические характеристики и степень практического использования емкостных первичных измерительных преобразователей микроперемещений
^ = -77= - сГП(у,и2,0) -/^,0)], (2.44)
а Лд/Ц-а,]
где ^((р, 0) и П(<р, п2, 0) - неполные эллиптические интегралы I и III рода с модулем к= 0, параметром п2 = -а2 / (а -а,2), аргументом
I d^ СХ-
<р = arcsin
а з
Интегралы П((р, п2, 0), F( П(<р,н2,0) = X ,прия2<-1? (2.45)
V-H2
F(«p,0) = (р . (2.46)
С учетом (2.45) и (2.46) уравнение (2.44) примет вид
т _ 2 d л
о, [а]-а] о, . V«з ~а2
arth—1-I—* ^---, arcsin
11 2 2 I
аг V «з у а
2 „2
‘3 °1
(2.47)
Отношение dH находится из (2.28) при тех же условиях и П[
d 7t d^d^ Id2 dj
7~ 2 a pl-af [К(0)-(1-а,2 /а2)П(0, 0)] ’ (2'48)
отсюда

(2.49)
где К(0) = П(0, 0) =л/2.
Интегралы Р{(р2, 1), Щсрг, п, 1) в (2.29) даны в [327] и определяются аналогично (2.41) и (2.42) с учетом равенств