Емкостный датчик перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемого перемепдения 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 алектродов 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 криста 1Л 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 (en--ei)Ci-fAC-X, о. 4 где h - ширина элекпродов конденсатора; d -толщина жидкокристаллического Е- общая длина электродов; X - координата подвижного постоянного магнита; БО - диэлектрическая проницаемость вакуума;BI, 611- диэлектрические проницаемости жидкого кристалла; ,1 + -|-Ci-анизотропия емкости конденсатора; Сп, Ci 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 щирокий диапазон контролируемого перемещения с хорошей линейностью выходного сигнала и высокой чувствительностью. Параметры чувствительного элемента более стабильны к изменению величины амплитуды и частоты источника питания. Формула изобретения 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, установленный с возможностью его перемещения параллельно стержням магнитопровода, причем полость между электродами конденсатора заполнена жидким диэлектриком, в качестве которого использовано нематическое жидкокристаллическое вещество.

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