Бипараметрический преобразователь линейного перемещения Советский патент 1992 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений

Известен преобразователь, который состоит из магнитопровода П-образной формы, имеющего первичную и вторичную обмотки. Вторичная обмотка равномерно распределена вдоль параллельных стержней магнитопровода, а подвижный безобмоточный якорь размещен между ними. Одна из обкладок конденсатора кинематически связана с якорем, а обе обкладки под- ключены соответственно к концам вторичной обмотки 1.

Известен также преобразователь, в которой в основании магнитопровода П-образной формы размещена первичная

обмотка возбуждения, а на один из параллельных стержней навита распределенная вторичная обмотка. В пространстве между параллельными стержнями расположены конденсатор переменной емкости с жидкокристаллическим диэлектриком и подвижный якорь-экран, обхватывающий стержневую часть магнитопровода. Конденсатор зашунтирован вторичной обмоткой преобразователя 2.

Однако известйые бипараметрические преобразователи имеют высокую нелинейность характеристики преобразования, т.к. индуктивность выходной обмотки изменяется по нелинейному закону из-за одновременного изменения магнитного сопротивления на пути рабочего (экранированного)

ч ел

CJ

ю

о

потока Ф и числа витков вторичной обмотки Следовательно, нарушается условие резонанса, т.е. произведение L-C изменяется на всем диапазоне перемещений подвижной части преобразователя, что существенно повышает степень нелинейности характеристики преобразования, вследствие чего снижается точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения линейности хара,кте- ристики преобразования по всему диапазону измерений.

Указанная цель достигается тем, что в бипараметрическом преобразователе линейного перемещения, который содержит П-об- разный магнитолровод, размещенную на его основании первичную обмотку, расположенный между параллельными стержнями маг- нитопровода конденсатор переменной емкости с жидкокристаллическим диэлектриком, имеющим отрицательную анизотропию, подключенную парал- лельно конденсатору и размещенную на магнитопроводе вторичную обмотку и установленный с возможностью перемещения вдоль параллельных стержней якорь-экран, вторичная обмотка выполнена сосредоточенной и размещена на основании П-образного магнитопровода, а зазор в кон- денса- торе выполнен изменяющимся по квадратичному закону.

Благодаря сосредоточенному размещению вторичной обмотки на основании неподвижного магнитопровода и изменению зазора между обкладками конденсатора переменной емкости обеспечивается линейность характеристики преобразования, что достигается сохранением условия резонанса на всем диапазоне измерений, в результате чего повышается точность измерения.

На чертеже представлена схема бипа- раметрического преобразователя линейных перемещений,

Преобразователь состоит из П-образного неподвижного магнитопровода 1, на основании которого размещены первичная обмотка 2 возбуждения и измерительная вторичная обмотка 3. В пространстве между параллельными стержнями 4 и 5 расположен конденсатор переменной емкости с жидкокристаллическим диэлектриком, имеющим отрицательную анизотропию, выполненный в виде протянутых вдоль стержней магнитопровода электродов 6 и 7. Зазор между обкладками конденсатора переменной емкости выполнен изменяющимся по квадратичному закону:

п

(52 w2 0 Ц0 Јо - Ј1 ( Хм - X ) + 82 X X

М

где w - число витков вторичной обмотки;

b, di - ширина магнитопровода и зазор между ними;

X м - максимальное значение координаты X подвижной части преобразователя;

Ј1 - диэлектрическая проницаемость жидкокристаллического вещества, молекулы которых неориентированы по магнитному полю;

Ј2 - диэлектрическая проницаемость

жидкокристаллического вещества, молекулы которых ориентированы по магнитному полю

Подвижный якорь-экран 8 обхватывает

стержневую часть магнитопровода с жидкокристаллическим конденсатором 9 переменной емкости, зашунтированным вторичной обмоткой преобразователя. При перемещении подвижного якоря-экрана 8

вдоль неподвижного магнитопровода индуктивность L и емкость С изменяются обратно пропорционально относительно друг друга, что регистрируется с помощью вторичной аппаратуры.

Бипараметрический преобразователь линейных перемещений работает следующим образом,

При питании первичной обмотки 2 от источника переменного тока 1Э1 во вторичной обмотк 3 преобразователя индуцируется ЭДС При этом одновременно изменяются индуктивность L.2 вторичной обмотки 3 преобразователя и емкость С конденсатора переменной емкости с

жидкокристаллическим диэлектриком так, что параллельный контур находится в резонансе при любом положении якоря-экрана 8 по длине стержней 4 и 5 магнитопроводз 1. При увеличении координаты X якоря-экрана 8 индуктивность La вторичной обмотки 3 линейно увеличивается, а емкость конденсатора уменьшается вследствие переориентации молекул жидкокристаллического вещества, которые под действием магнитного поля располагаются параллельно по магнитным силовым линиям.

Положительный эффект достигается сохранением резонансного режима на всем диапазоне измерений.

Формула изобретения

Бипараметрический преобразователь линейного перемещения, содержащий П- образны й магнитопровод, размещенную на его основании первичную обмотку, расположенный между параллельными стержнями магнитопровода конденсатор переменной емкости с жидкокристаллическим диэлектриком, имеющим отрицательную анизотропию, подключенную параллельно конденсатору и размещенную на магнитопро- воде вторичную обмотку и установленный с возможностью перемещения вдоль параллельных стержней якорь-экран, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет увеличения линейности характеристики преобразования по всему диапазону измерения, вторичная обмотка выполнена сосредоточенной и размещена на основании П-образного магнитопровода, а зазор в конденсаторе выполнен изменяющимся по квадратичному закону.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности бипараметрического преобразователя линейного перемещения за счет увеличения линейности по всему диапазону измерений. Преобразователь перемещения содержит П-образный магнитопровод 1 с размещенной на его основании первичной обмоткой 2 возбуждения. Конденсатор переменной емкости с жидкокристаллическим диэлектриком, расположенный между параллельными стержнями 4 и 5 магнитопро- вода 1, присоединен параллельно вторичной обмотке 3 преобразователя, которая сосредоточенно размещена на основании неподвижного магнитопровода. Зазор между обкладками жидкокристаллического конденсатора переменной емкости выполнен изменяющимся по квадратичному закону. Благодаря сохранению резонансного режима во вторичной цепи преобразователя на всем диапазоне измерений обеспечиваются высокая чувствительность преобразователя и линейность его выходной характеристики. 1 ил. Ё

U

бы