一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置及方法，裝置包括液晶盒、固定液晶盒的支撐平臺以及液晶盒電容測試設備；檢測時，首先在無外界作用力施于液晶盒時，讀出此時電容測試設備所示讀數(shù)C0，然后將已知作用力F1作用在液晶盒上，讀出電容測試設備所示的讀數(shù)C1，根據(jù)電容與壓力的線性關系公式C＝kF+C0算出系數(shù)k，最后使待測力作用在液晶盒上，再次記錄電容測試設備所示的讀數(shù)，根據(jù)上述電容與壓力的線性關系，即可求出待測力的值，裝置結構簡單、使用方便，可以簡便、快捷的計算外界作用力的大小。
【專利說明】一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置及方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測外界作用力的裝置，具體涉及一種利用液晶盒檢測外界作用 力的裝置及方法。

【背景技術】
[0002] 壓力傳感器是工業(yè)實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，并廣泛應用于 各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、 船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。當今世界各國壓力傳感器的研究領域十分廣泛，幾乎滲透到 了各個行業(yè)，歸納起來主要有以下幾個趨勢：
[0003] (1)小型化。小型化會帶來很多好處，重量輕、體積小、分辨率高，便于安裝在很小 的地方；對周圍器件影響小，也利于微型儀器、儀表的配套使用。
[0004] (2)集成化。壓力傳感器已經(jīng)越來越多的與其他測量用傳感器集成以形成測量用 控制系統(tǒng)，集成系統(tǒng)在過程控制和工業(yè)自動化中可以提高操作速度和效率。
[0005] (3)智能化。由于集成化的出現(xiàn)，在集成電路中可添加一些微處理器，使得傳感器 具有自動補償、通訊、自診斷和邏輯判斷等功能。
[0006] (4)標準化。傳感器的制造已經(jīng)形成了一定的行業(yè)標準。如IEC、ISO國際標準， 美國的ANSIC等標準，日本的JIS標準，法國的DIN標準。
[0007] 然而，傳統(tǒng)的壓力傳感器存在諸多缺陷：1.價格昂貴；2.裝置結構復雜；3.生產(chǎn) 過程復雜；4.不夠小型化；5.對力的變化測量不夠敏感；6.性能不夠穩(wěn)定；7.絕緣性不夠 高；8.受電磁干擾；9.不易于智能化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置及方法。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：
[0010] 一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，包括液晶盒、用于固定液晶盒的支撐平 臺以及用于測量液晶盒電容的設備，所述液晶盒內(nèi)的間隔子采用可發(fā)生彈性形變的材料。
[0011] 所述裝置還包括固定載荷。
[0012] 所述液晶盒的兩個ITO透明電極的接線端分別位于液晶盒兩側，用于測量液晶盒 電容的設備通過所述接線端與所述電極相連。
[0013] 組成液晶盒的一個玻璃基板上取向劑的摩擦取向方向與組成液晶盒的另一個玻 璃基板上取向劑的摩擦取向方向存在夾角。
[0014] 所述用于測量液晶盒電容的設備為LRC測試儀、電容表、電橋或萬用表。
[0015] 所述間隔子為塑料球。
[0016] 所述液晶盒的電容C與施加于液晶盒上的待測的外界作用力F的關系為C = kF+Q，Ctl為無外界作用力時液晶盒的電容值，k為比例系數(shù)。
[0017] 一種利用液晶盒檢測外界作用力的方法，包括以下步驟：
[0018] 1)將液晶盒固定在支撐平臺上，所述液晶盒內(nèi)的間隔子采用可發(fā)生彈性形變的材 料，組成液晶盒的一個玻璃基板上取向劑的摩擦取向方向與組成液晶盒的另一個玻璃基板 上取向劑的摩擦取向方向存在夾角；
[0019] 2)將用于測量液晶盒電容的設備與液晶盒的兩個ITO透明電極的接線端連接，所 述接線端分別位于液晶盒兩側；
[0020] 3)經(jīng)過步驟2)后，調(diào)整并固定用于測量液晶盒電容的設備的頻率，然后測量在無 外界作用力時液晶盒的電容值Q 1，然后將已知作用力F1作用在液晶盒上，并在所述頻率下 再次測量液晶盒的電容值C1;
[0021] 4)經(jīng)過步驟3)后，將待測的外界作用力F施加在液晶盒上，然后測量所述頻率 下液晶盒的電容C ;根據(jù)C = kF+Q，計算出待測的外界作用力F的大小，k為比例系數(shù)，

【權利要求】
1. 一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：包括液晶盒（1)、用于固定液 晶盒的支撐平臺（2)以及用于測量液晶盒電容的設備（3)，所述液晶盒（1)內(nèi)的間隔子采用 可發(fā)生彈性形變的材料。
2. 根據(jù)權利要求1所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：所述裝 置還包括固定載荷（4)。
3. 根據(jù)權利要求1所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：所述液 晶盒⑴的兩個ITO透明電極的接線端分別位于液晶盒兩側，用于測量液晶盒電容的設備 (3)通過所述接線端與所述電極相連。
4. 根據(jù)權利要求1所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：組成液 晶盒⑴的一個玻璃基板上取向劑的摩擦取向方向與組成液晶盒⑴的另一個玻璃基板上 取向劑的摩擦取向方向存在夾角。
5. 根據(jù)權利要求1所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：所述用 于測量液晶盒電容的設備（3)為LRC測試儀、電容表、電橋或萬用表。
6. 根據(jù)權利要求1所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：所述間 隔子為塑料球。
7. 根據(jù)權利要求1所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的裝置，其特征在于：所述液 晶盒的電容C與施加于液晶盒上的待測的外界作用力F的關系為C = kF+Q，Ctl為無外界作 用力時液晶盒的電容值，k為比例系數(shù)。
8. -種利用液晶盒檢測外界作用力的方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 將液晶盒（1)固定在支撐平臺（2)上，所述液晶盒內(nèi)的間隔子采用可發(fā)生彈性形變 的材料，組成液晶盒的一個玻璃基板上取向劑的摩擦取向方向與組成液晶盒的另一個玻璃 基板上取向劑的摩擦取向方向存在夾角； 2) 將用于測量液晶盒電容的設備⑶與液晶盒的兩個ITO透明電極的接線端連接，所 述接線端分別位于液晶盒兩側； 3) 經(jīng)過步驟2)后，調(diào)整并固定用于測量液晶盒電容的設備（3)的頻率，然后測量在無 外界作用力時液晶盒的電容值Q1，然后將已知作用力F1作用在液晶盒上，并在所述頻率下 再次測量液晶盒的電容值C 1; 4) 經(jīng)過步驟3)后，將待測的外界作用力F施加在液晶盒上，然后測量所述頻率下 液晶盒的電容C ;根據(jù)C = kF+Q，計算出待測的外界作用力F的大小，k為比例系數(shù)，
9. 根據(jù)權利要求8所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的方法，其特征在于：所述間 隔子為塑料球。
10. 根據(jù)權利要求8所述一種利用液晶盒檢測外界作用力的方法，其特征在于：所述用 于測量液晶盒電容的設備（3)的頻率< 1000Hz。
【文檔編號】G01L1/14GK104390732SQ201410675622
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】范應娟, 張方輝, 張麥麗, 孫立蓉, 張思璐, 程君, 李懷坤, 牟強 申請人:陜西科技大學