Емкостный датчик перемещений

Емкостный датчик перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений. Цель изобретения состоит в расширении диапазона измеряемого перемещения и уменьшении нелинейности выходного сигнала. Устройство содержит П-образный магнитопровод 1, в воздушном зазоре которого размещены постоянный магнит 2 с поперечной намагниченностью и жидкокристаллический чувствительный элемент, образованный из двух электродов 4, между которыми находится нематическое гидрокристаллическое вещество. Длина электродов равна длине стержней магнитопровода. Выводы электродов подсоединены к входу измерительного прибора 5. Постоянный магнит 2 установлен с возможностью его перемещения параллельно стержням магнитопровода. Благодаря применению в качестве чувствительного элемента ячейки жидкого кристалла протяженной формы достигается широкий диапазон контролируемого перемещения с хорошей лиQ нейностью выходного сигнала и высокой S чувствительностью. Параметры чувствитель (Л ного элемента более стабильны к изменению величины амплитуды и частоты источника питания. 1 ил. c-f(x л Л Л тт У 5 ю сд ГС 2 1Г у / S S 5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1275204 (5g 4 б 01 В 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: " 13)

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3770269/24-07 (22) 28.05.84 (46) 07.12.86. Бюл. № 45 (72) В. Н. Кагарманов, 3. Х. Куватов и М. М. Щербаков (53) 621.317.39:534.14 (088.8) (56) Сотсков Б. С. Основы расчета и проектирования электромеханических элементов авоматических и телемеханических устройств. — М. — Л.: Энергия, 1965, с. 576.

Авторское свидетельство СССР № 966489, кл. G 01 В 7/08, 1 5.1 0.82. (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений.

Цель изобретения состоит в расширении диапазона измеряемого перемещения и уменьшении нелинейности выходного сигнала. Устройство содержит П-образный магнитопровод 1, в воздушном зазоре которого размещены постоянный магнит 2 с поперечной намагниченностью и жидкокристаллический чувствительный элемент, образованный из двух электродов 4, между которыми находится нематическое гидрокристалл ическое вещество. Длина электродов равна длине стержней магнитопровода. Выводы электродов подсоединены к входу измерительного прибора 5. Постоянный магнит 2 установлен с возможностью его перемещения параллельно стержням магнитопровода. Благодаря применению в качестве чувствительного элемента ячейки жидкого кристалла протяженной формы достигается широкий диапазон контролируемого перемещения с хорошей линейностью выходного сигнала и высокой Я чувствительностью. Параметры чувствительного элемента более стабильны к изменению величины амплитуды и частоты источника питания. 1 ил. С:

1275204

Формула изобретения

Составитель Л. Копанков

1expeã И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород„ул. Проектная, 4

Редактор Н. Тупица

Заказ 6549/29

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений, Цель изобретения — расширение диапазона измеряемого перемещения и уменьшение нелинейности выходного сигнала.

На чертеже приведена конструкция емкостного датчика перемещений.

Емкостный датчик перемещений содержит П-образный магнитопровод 1, в воздушном зазоре которого размещены постоянный магнит 2 брусковой формы с поперечной намагниченностью и жидкокристаллический чувствительный элемент 3, образованный из двух электродов 4, между которыми находится нематическое гидрокристаллическое вещество. Длина электродов равна длине стержней магнитопровода. Выводы электродов подсоединены к входу измерительного прибора 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда источник магнитного поля расположен в крайнем правом положении магнитопровода, жидкокристаллический чувствительный элемент находится вне действия магнитного поля. Молекулы жидкокристаллического вещества ориентированы параллельно плоскости электродов 4, что достигается соответствующей обработкой поверхности пластин электродов или введением в жидкий кристалл определенных химических добавок.

При перемещении постоянного магнита вдоль стержней П-образного магнитопровода

1 под воздействием силовых линий магнитного поля происходит переориентация молекул жидкокристаллического вещества на данном участке. Молекулы ориентируются параллельно магнитным силовым линиям и перпендикулярны плоскости электродов. С увеличением количества переориентированных молекул пропорционально увеличивается емкость жидкокристаллического элемента 3, что регистрируется измерительным прибором 5.

Переориентация молекул между электродами 4 приводит к изменению общей емкости жидкокристаллического конденсатора

С = — — — (а 1+ (еп — ет) ) = — Ст+ЛС Х, 5Ь

И, где h — ширина элекл родов конденсатора;

d — толщина жидкокристаллического слоя; — общая длина электродов;

Х вЂ” координата подвижного постоянного магнита; o — диэлектрическая проницаемость вакуума; в, в» диэлектрические проницаемости жидкого кристалла;

1О С=С 1+

+Cz — анизотропия емкости конденсатора;

Сп, С1 емкость конденсатора соответственно когда молекулы во всем объеме ячейки параллельны и перпендикулярны магнитным силовым линиям.

Благодаря применению в качестве чувствительного элемента ячейки жидкого кристалла протяженной формы достигается широкий диапазон контролируемого перемещения с хорошей линейностью выходного сигнала и высокой чувствительностью. Параметры чувствительного элемента более стабильны к изменению величины амплитуды и частоты источника питания.

Емкостный датчик перемещений, содержащий постоянный магнит, электроды конденсатора, жидкий диэлектрик и измерительное устройство, подключенное к электродам, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона имеряемого перемещения и уменьшения нелинейности выходного сигнала, он снабжен П-образным магнитопроводом, постоянный магнит выполнен в виде бруска с поперечной намагниченностью, внутри магнитопровода вдоль его параллельных стержней размещены в воздушном зазоре между постоянным магнитом и одним из стержней магнитопровода электроды конденсатора и постоянный магнит, 4п установленный с возможностью его перемещения параллельно стержням магнитопровода, причем полость между электродами конденсатора заполнена жидким диэлектриком, в качестве которого использовано нематическое жидкокристаллическое вещество.