Гальваномагнитное устройство для измерения механических перемещений

 

Изобретение может, быть использовано в гальваномагнитных преобразователях перемещения. Цель изобретения состоит в повьппении технологичности при сохранении линейности характеристики . Указанная цель достигается путем вьшолнения полюсов более простой геометрической формы. Устройство содержит магнитную систему с полюсными наконечниками (ПН) 1, образующими квадропул, ПН 1 выполнены с прямоугольным сечением, причем края ПН 1 имеют фаску под углом 45°. Ширина фасок ПН 1 выбрана в пределах от 0,1 до 0,07 ширины ПН 1, а величина немагнитного зазора между разноименными ПН 1 - от одной трети до половины ширины фаски. 2 ил., 2 табл. /t (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А3 (5D 4 G 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3867424/24-07 (22) 18. 03.85 (46) 07 .. 04. 87 . Бюп. II 13 (71) Тульский политехнический институт (72) В.М.Игнатьев и К.М.Щепакин (53) 621.318.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)(589538, кл. G 01 В 7/00, 1976 ° (54) ГАЛЬВАНОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение может, быть использовано в гальваномагнитных преобразователях перемещения, Цель изобретения состоит в повышении технологичности при сохранении линейности характеристики. Указанная цель достигается путем выполнения полюсов более простой геометрической формы. Устройство содержит магнитную систему с полюсными наконечниками (ПН) 1, образующими квадропул. ПН 1 выполнены с прямоугольным сечением, причем края ПН 1 имеют фаску под углом 45 . Ширина о фасок ПН 1 выбрана в пределах от 0,1 до 0,0? ширины ПН 1, а величина немагнитного зазора между разноименными ПН 1 — от одной трети до половины ширины фаски. 2 ил., 2 табл.

130213 7

Изобретение относится к устройствам для преобразования неэлектрических величин, например механических перемещений, в электрический сигнал.

Цель изобретения — повышение технологичности при сохранении линейной характеристики.

На фиг.1 представлена конструкция устройства; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1. 10 !

Устройство содержит квадропольную магнитную систему с полюсньии наконечниками 1 и обмотками 2, Полюсные наконечники 1 выполнены с прямоуголь-15 ным сечением, а обмотки 2 через выводы 3 включены так, что знаки полюсов чередуются по порядку, Полюса имеют со фаску а, расположенную под углом 4 ширина фасок выбрана в пределах от

0,1 до 0,07 ширины полюсного наконечника, а величина немагнитного зазора между разноименными полюсными наконечниками выбрана в пределах от

1/3 до 1/2 ширины фаски. На одной из диагоналей квадрата расположен гальваномагнитный датчик 4.

При перемещении гальваномагнитного датчика по любой из двух диагоналей величина поперечной составляющей маг- ЗО нитной индукции, действующей на него, меняется линейно. Допустим, что гальваномагнитный датчик 4 перемещается по горизонтальной диагонали слева направо. При этом величина поперечной составляющей магнитной индукции меняется линейно от определенной величины -В до +В с переходом через нулевое значение. При подключении обмоток 2 к переменному напряжению величина магнитной индукции при переходе через

О нулевое значение меняет фазу на 180

Величина остаточной нелинейности характеристики стремится к О при расстоянии между краями полюсов, стремя- 5 щемся к 0 {идеальный случай).

Определение геометрических соотношений между размерами полюсов, фасок и расстоянием между краями полюсов произведено на основе анализа результатов теоретических исследований на интегрирующей установке ЭГДА

9/10 (предназначенной для моделирования полей, описываемых уравнением

Пуассона, в частности магнитных полей) и экспериментальных исследований образцов магнитных систем с различными геометрическими параметрами.

При этом также учтены физические свойства и структура магнитных материалов °

Пример, Выполняют магнитную систему из материала 10НДК 24 с размерами полюса с торца 15 мм х 15 мм; диаметрами замыкающего внешние полюса кольца — магнитопровода: внешний

50 мч, внутренний 40 мм; величиной фаски о 1,5 мм; величиной Ь 0,6 мм; рабочим ходом по диагонали 1,5 мм; остаточной нелинейностью не более

0,02Е; применяют в сочетании с магнитодиодом КД 301. 386.000 ТУ в качестве гальваномагнитного датчика перемещения.

Результаты экспериментальных исследований для выбора геометрических состношений на примере предлагаемой магнитной системы представлены в табл. 1 и 2. Измерение поперечной составляющей магнитной индукции производилось магнитодиодом. В табл.1 приведена экспериментальная зависимость величины остаточной нелинейности от отношения ширины фаски к ширине полюсного наконечника при расстоянии между краями полюсов, равном одной трети ширины фаски.

Как видно из табл,1, остаточная нелинейность резко начинает расти при величине искомого отношения более 1/10. о

Угол 45 выбран из условия сохранения симметричности поля.

В табл.2 приведена экспериментальная зависимость остаточной нелинейности и градиенты изменения индукции от отношения расстояния между краями полюсных наконечников к ширине фаски при ширине фаски, равной 1/10 ширины полюсного наконечника.

Как видно из табл.2, при отношении расстояния между краями полюсного наконечника к ширине фаски более 1/2 остаточная нелинейность резко начинает возрастать. Градиент изменения индукции начинает падать при искомом отношении менее 1/3. Оптимальным является величина искомого отношения в пределах от одной трети до половины, а ширина фаски в пределах от 0,1 до 0,07 ширины полюсного наконечника.

Формула изобр етения

Гальваномагнитное устройство для измерения механических перемещений, соцержащее квадропольную магнитную систему, выполненную в виде полюсных

130 наконечников с фасками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения технологичности при сохранении линейности характеристики, использованы полюсные наконечники, выполненные с прямоугольным сечением, а фаски полюсных наконечников выполнены симтаелнн ° 1

Остаточная нелннеЯность, Е

0 01 0,04 0,11 0,23 0,33

0,008

0,007 0,008

0,007 0>007

Отновенне юнрнны фаскн к аырнне полюсного наконечннкв

11/100 12/100 13/100 14/100 13/100

10/100

3/100 7/100

1/100 3/100

Т1аблица 2

Остаточная нелинейность, Х

0,008 0,008 0,008 О,!2

О, 18 0,26 0,36

0,008 0,008

Градиент изменения индукции, Тл/кала

0,025 0,035

0,045 0,05 0,05 0,055

0 063 0,07 0,073

1/4 1/3 1/2 2/3

/1 3/1

1/6 1/5

Составитель . Н. Кузина

Техред Н. Глущенко Корректор А.Обручар

Редактор С.Патрушева

Заказ 1207/41

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Отношение расстояния между краями полюсного наконечника к ширине фаски

2137 4 метричными и под углом 45, причем ширина фасок выбрана в пределах от

0,1 до 0,07 ширины полюсного наконечника, а величина немагнитного зазора между разноименными полюсными наконечниками выбрана в пределах от

1/3 до 1/2 ширины фаски.