Датчик перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерения линейных перемещений путем исключения влияния изменений температуры окружающей среды. Датчик перемещений содержит биморфный пьезоэлемент, подключенный к возбу ающему его коле бания генератору напряжения переменного тока. В его середине закреплен магниточувствительный элемент, например индуктивная катушка, в которой индуктируется ЭДС, зависящая по величине от положения этой катушки относительно носителя магнитной записи , на магнитном/слое 18 которого записаны метки в виде последовательности импульсов с линейно убывающей амплитудой . На боковых поверхностях основы 7 носителя магнитной записи, выполненной в виде прямоугольной пьезопластины, нанесены электроды 8 и 9 и нанесенные на них полупроводниковые слои 10-13, поверх которых закреплены токовые контакты 14-J7. С помощью этих контактов полупроводниковые участки IO-J3, имеющие темперагg турные коэффициенты сопротивления разных знаков, включены в плечи образуемой ими мостовой схемы и к источнику питания постоянного тока. Под действием напряжения, возникающего Q на электродах 8 и 9 при изменениях температуры окружающей среды, обеспечивается компенсация линейного расширения носителя магнитной записи, 4 ил. ОЗ

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4065738/25-28 (22} 29.03.86 (46) 23,11.88. Бюл. М 43 (71) Одесский политехнический инс. титут (72) P.Ã.Äæàãóïîâ, А.ВеРябцов и В.Г.Бровков (53) 621.3)7.39:531.7)(088.8) (56) Шварцбург Л.3, Датчики обратных связей станков, ЧПУ. — Обзор НИИмаш, 1982.

Авторское свидетельство СССР

)« 680031, кл. С О) В 5/35, 1978. (54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности измерения линейных перемещений путем исключения влияния изменений температуры окружающей среды. Датчик перемещений содержит биморфный пьезоэлемент, подключенный к возбуждающему его коле бания генератору напряжения переменного тока. В его середине закреплен магниточувствительный элемент, на„„SU„„1439397 А 1 пример индуктивная катушка, в которой индуктируется ЭДС, зависящая по величине от положения этой катушки относительно носителя магнитной записи, на магнитном. слое )8 которого saписаны метки в виде последовательности импульсов с линейно убывающей амплитудой. На боковых поверхностях основы 7 носителя магнитной записи, выполненной в виде прямоугольной пьезопластины, нанесены электроды 8 и 9 и нанесенные на них полупроводниковые слои 10-13, поверх которых закреплены токовые контакты 14-17. С помощью этих контактов полупроводниковые участки 10-)3, имеющие темпера-. ф турные коэффициенты сопротивления разных знаков, включены в плечи обраяуемой ими мостоиой схемм и к источнику питания постоянного тока. Под действием напряжения, возникающего . на электродах 8 и 9 при изменениях температуры окружающей среды, обеспе- ййй чивается компенсация линейного расши- ВИШЬ рения носителя магнитной записи. 4 ил. фф

1439397

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

Цель изобретения - повышение точности путем исключения влияния изменения температуры окружающей среды.

На фиг.1 представлена функциональная схема датчика; на фиг.2 - форма !О магнитных меток, нанесенных на магнитный слой носителя магнитной записг;, на фиг.3 — конструктивная схема носителя магнитной записи, í". фиг.4— электрическая схема его замещения, Датчик содержит биморфныи пьезо-элемент 1 подключенный к возбуждающему его колебания генератору 2 напряжения переменного тока, и закреп" ленный на нем магниточувствительный элемент 3, выполненный, например, в виде катушки индуктивности. К катушке 3 подключен блок-4, измерения и регистрации, в состав которого входят схема 5 измерения напряжения на важи- 25 мах катушки пропорционального перемещения и источник 6 питания постоянного тока. Основа 7 носителя магнитной записи выполнена в виде пластины прямоугольного сечения из пьезоэлектрического материала с размещенными на ее боковых противолежащих поверхнос-." тях двумя электродами 8 и 9, каждый из которых покрыт слоями полупроводникового материала, разделенными на участки 10-13. Участки 10 и 13 имеют

35 отрицательный коэффициент электрического сопротивления, а участки 11 и 12— положительный. На поверхность каждого из участков полупроводникового 40 слоя наносят токовые контакты 14-17 с помощью которых участки 10-13 включаются в плечи образуемой ими мостовой измерительной схемы и подключаются к источнику 6 питания постоянного тока. На рабочую поверхность основы 7 носителя магнитной записи, обращенную к магниточувствительному элементу 3, наносят магнитный слой 18 с записанными на нем магнитными метками, имеющими вид последовательнос" ти убывающих по амплитуде импульсов (фиг.2). Биморфный пьезоэлемент 1 крепится в процессе измерений на объекте 19 контроля.

Датчик перемещений работает сле55 цующим образом, Под действием напряжения генератора 2 напряжения переменного тока в бимарфном пьезоэлементе 1 возникают изгибные деформации, которые вызыва— ют колебания магниточувствительного элемента 3 (катушки индуктивности) в магнитном поле, создаваемом намагниченными участками магнитного слоя 18, что приводит к возбуждению в ней переменной ЭДС, подаваемой в блок 4 регистрации и измерения,При перемещении магниточувствительного элемента 3 вдоль магнитного слоя 18 амплитуда указанной ЭДС периодически изменяется от некоторого минимально о значения (при нахождении магнитс .увствительного элемента 3 в промежутке между намагниченными участками слоя 18) до максимального значения (при нахождении его над намагниченными участками). При этом амплитуда максимальных значений ЭДС растет при движении в одну сторону относительно носителя магнитной записи (влево, фиг ° 2) и уменьшается при движении в обратную сторону, Так как „участки 10-13 полупроводниковогo слоя с помощью токовых контакто 14-17 включены в мостовую измерительную схему, подключаемую к ис-. точнику 6 питания постоянного тока в процессе измерения перемещения, в диагонали мостовой схемы, т,е. на электродах 8 и 9, появляется напряжение, которое прилагается к пьезоэлектрической пластине 7 — основе носителя магнитной записи. Величина эт6го напряжения определяется соотношением электрических сопротивлений участ10-13, которые зависят от их температуры, т.е. от температуры окружающей среды, Изменение величины напряжения на электродах 8 и 9 приводит к изменению линейных размеров основь; 7 носителя магнитной записи.

При соответствующем выборе начальных размеров основы 7 и величины напряжения источника 6 можно обеспечить полную компенсацию температурного изменения ее размеров.

Размещение полупроводникового слоя по всей длине основы и использование участков полупроводниковых слоев с различными температурными коэффициентами сопротивления позволяют повысить достоверность измерения температуры cñíoâû за счет усреднения результатов измерений по длине пластины, а также чувствительность и точ-.

14393 ность компенсации погрешности измерения за счет удвоения сигнала в рабочей диагонали мостовой схемы, Исключение температурной погрешности повышает точность измерений линейных пере мещений.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Датчик перемещений, содержащий установленные с возможностью относительного перемещения носитель магнитной записи, выполненный в виде осно" вы и размещенного на ее рабочей поверхности магнитного слоя, биморфный пьезоэлемент с закрепленным на нем магниточувствительным элементом и подключенный к этому элементу блок измерения и регистрации его сигналов, отличающийся тем, что, 97

4 с целью повышения точности путем исключения влияния изменения температуры окружающей среды, на магнитный слой нанесена убывающая по амплитуде последовательность магнитных меток, основа носителя магнитной записи выполнена в виде пластины из пьезоэлек трического материала, к двум боковым противолежащим поверхностям которой прикреплены электроды и нанесенные на каждый из них по два участка полупроводникового материала, имеющие температурные коэффициенты сопротивления противоположных знаков, а также закрепленные на их поверхностях токовые контакты для включения этих участков в плечи образуемой ими мостовой измерительной схемы, подсоединяемой в процессе измерения к источнику питания постоянного тока.

1439397

If y

Фиг4

Составитель Л.Гуськов

Техред И.Дидык Корректор B,Ãèðíÿê

Редактор А.Козориз

Ю М ф

Заказ 6066/39

Подписное

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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