Емкостный датчик перемещений

-0 АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Сотсков Б. С. Основы расчета и проектирования электромеханических элементов авоматических и телемеханических устройств. - М, - Л,: Энергия, 1965, с. 576.Авторское свидетельство СССР966489, кл. б О 1 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 Тсхред И. Верес Корректор М. Максимишинец Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгородул. Проектная, 4Редактор Н. ТупицаЗаказ 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 увеличивает. ся емкость жидкокристаллического элемента 3, что регистрируется измерительным прибором 5.Переориентация молекул между электродами 4 приводит к изменению общей емкости жидкокристаллического конденсатораС = --- а 1+ (ец - вт).=Сз+ЛС Х,Боис 1,где 11 - ширина элекл родов конденсатора;д - толщина жидкокристаллическогослоя;- общая длина электродов;Х - координата подвижного постоянногомагнита;ео - диэлектрическая проницаемость вакуума;с, е 1 диэлектрические проницаемости жидкого кристалла;1 О С= С 1++Сд - анизотропия емкости конденсатора; Сы, С 1 емкость конденсатора соответственно когда молекулы во всем объеме ячейки параллельны и перпендикулярны магнитным силовым линиям.15Благодаря 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, 4 О установленный с возможностью его перемещения параллельно стержням магнитопровода, причем полость между электродами конденсатора заполнена жидким диэлектриком, в качестве которого использовано нематическое жидкокристаллическое вещество.