Преобразователь линейного перемещения в электрический сигнал

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, содержащий П-образный магнит, один полюс которого снабжен неподвижным, магнитопррводом, подвижный магнитопровод , расположенный под неподвижным , в зазоре между подвижным и не-, подвижным магнитопроводами на диэлектрической пластине расположены магниточувствительные элементы, на внутренних поверхностях подвижного и неподвижного магнитопроводов выполнены зубцы, отличающийс я тем, что, с целью повышения точ ности преобразователя, ё нем зубцы на подвижном и неподвижном магнитопроводах расположены под углом 24 друг к другу, магниточувствительные ,элементы, расположенные в зазоре меж ду подвижным и неподвижным магнитопроводами , размещены с интервалом, равным Д (h- ctg4)/8, где h - шаг (Л зубцов. о IN9 Си Си Cxi СЯ Ld Ld Ud Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aeTDectloev cBNBelellecTBv (21) 3371121/18-24 (22) 30.12.81 (46) 15.04.83. Бюл. N 14 (72) Н.Е. Конюхов, В.С.. Кочкарев и В.В. Иванов (/1) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П. Королева (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 342210, кл. G 08 С 9/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР ,.8 748478, кл. G Ц8 C 9/04, 1978 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, содержащий П-образный магнит, один полюс которого снабжен неподвижным магнитопроводом, подвижный магнито„„SU„„1012021 А з(я) G 01 0 5/22; G 08 С 04 провод, расположенный под неподвижным, в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами на диэлектрической пластине расположены магниточувствительные элементы, на внутренних поверхностях подвижного и неподвижного магнитопроводов выполнены зубцы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ ности преобразователя, в нем зубцы на подвижном и неподвижном магнитопроводах расположены под углом 2Ч друг к другу, магниточувствительные, элементы, расположенные в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами, размещены с интервалом, равным (h. сй0Ч)/8, где h - ш г зубцов.

1012021

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений, а именно к преобразователям линейного перемещения в электрический сигнал.

Известен магнитомодуляционный преобразователь перемещений, содержащий магнитную систему, выполненную в виде двух зубчатых концентричных колец иэ постоянных магнитов с одино наковым числом зубцов треугольного профиля, причем вершины зубцов обоих колец расположены один против другого, и магнитореэистор, помещенный в зазоре между зубчатыми кольцами 1).

Недостаток этого преобразователя состоит в том, что выходной сигнал зависит от эксплуатационных факторов, что снижает точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому .является преобразователь линейного перемещения, содержащий магнитную систему из П-образного магнита, один из полюсов которого снабжен магнитопроводом с зубцами, и зубчатый по- 25 движный магнитопровод, причем в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами расположены магниточувствительные элементы g2), Недостатком этого преобразователя zp является чувствительность его к воздействию эксплуатационных факторов, в частности изменения температуры, питающего напряжения и т.п, Эти воздей-. ствия изменяют крутизну преобразования, что снижает точность и надежность измерения и ограничивает метрологические показатели.

Цель изобретения - повышение точности преоЬразователя линейного пере- 40 мещения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейного перемещения B электрический сигнал, содержащий П-образный магнит, один по- 45 люс которого снабжен неподвижным магнитопроводом, подвижный магнитопровод, расположенный под неподвижным, в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами на диэлектричес- gp кой пластине расположены магниточувствительнык элементы,на внутренних по- . верхностях подвижногои неподвижного магнитопровдов выполненызубцы,на подвижном и неподвижном магнитопроводах расположены под углом 2 друг к другу, магниточувствительные элементы, pacrioложенные в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами. размещены с интервалом. равным = (h.et<1 т )/8, где h - шаг .зубцов.

На фиг. 1 изображена конструкция преобразователя;. на фиг. 2 - зубцовая. часть зазора; на фиг. 3 — электрическая схема преобразователя; на фиг. 4диаграммы изменения сопротивления магниточувствительных элементов и выходных напряжений с преобразователя от перемещения.

Преобразователь состоит из П-образного магнита 1 (фиг. 1) заканчивающимся неподвижным зубчатым магнитопроводом 2, установленным над подвижным эуб.. чатым магнитопроводом 3. В зазоре меж-, ду магнитопроводами 2 и 3 установлена диэлектрическая пластина 4 с укрепленными в ней вдоль напряжения перемещения магниточувствительными элементами МЧЭ 5-8:(фиг. 2) из германиевого микропровода. Зубцы магнитопроводов 2 и 3 наклонены навстречу друг другу на одинаковый угол относительно нормали к перемещению в зубцовом зазоре.

Интервал между МЧЭ Ь = (h- ctgf)/8, где h - шаг зубцов. Электрически один конец первого МЧЭ 5 (фиг. 3) подсоединен к одному иэ концов третьего магниточувствительного элемента 7, соединены также один конец - МЧЭ 6 с одним из концов элемента 8. Неаоединенные с МЧЭ 5 и 6 концы под- соединены к источнику отрицательного опорного напряжения, а МЧЭ 7 и

8 - к источнику положительного опорного напряжения. Выходной сигнал сни. мается с точки соединения МЧЭ между собой.

Преобразователь работает следующим оЬразом

Магнит 1 создает магнитное поле в магнитной цепи, состоящей из магнита 1, магнитопроводов 2 и 3, зазора между магнитопроводами и зазора между магнитом 1 и магнитопроводом 3.

Так как магнитная проницаемость материала магнитопроводов высокая, а зазор между магнитом 1 и магнитопроводом 3 значительно меньше зазора между магнитопроводами 2 и 3, то основное влияние на магнитный поток оказывает зазор между магнитопроводами 2 и 3. В этом зазоре формируются зоны повышенной проводимости (на фиг. 2 они заштрихованы). Эти зоны соответствуют положению зубца неподвижного магнитопровода 2 над зубцами подвижного магнитопровода 3.

Магнитный поток в этой зоне макси3, 10 мален. Пренебрегая влиянием потока с боковых граней. зубцов магнитопроводов, можно считать,-что магнитный поток, пронизывающий ИЧЭ, пропорционален участку пересечения его с зоной повышенной проводимости. При перемещении магнитопровода 3. площадь этого участка иа няется, что приводит к изменению магнитного потока через ИЧЭ, что в csae очередь вызывает изменение сопротивления ИЧЭ.

Закон изменения сопротивлений ИЧЭ 5-8 от перемещения магнитопровода 3 показан на фиг. 3. Изменение сопротивI

12021 . ф

-лений ИЧЭ преобразуется в напряже ние с помощью источника двухполярно-го опорного напряжения (фиг. 3Р и де- лителей этого напряжения на магниточувствительных элементах 5-8. Закон изменения. напряжения от перемещения (фиг. 4 ) подобен закону изменения сигналов с линейных индуктосинс в и вращающихся трансформаторов, но не

io требует детектирования при амплитудном методе обработки сигнала т

Э ,что значительно повышает быстродействие обработки и упрощает схему электр ронного блока.

1012021

КорректорМ. Демчик

Подписное

Составитель Е. Бударина

Редактор Т. Веселова TexpegT pgHJa„

Заказ 2744/ 9 Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 >0 4< Москва «Ж Я «Ра шакая «наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,