Преобразователь угла поворота

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения преобразования угла поворота в сопротивление. Преобразователь содержит подвижный кодирующий элемент, на поверхность которого нанесена двоичная кодовая маска с участками из магнитно-жесткой пленки. Неподвижная часть преобразователя содержит подложку из изоляционного материала, на которую напылены пермаллоевые резистивные элементы считывания кода из анизотропной магнитной пленки, соединенные между собой последовательно посредством электрических проводников и подключенные к выходным клеммам преобразователя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 М 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

CD 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4023376/24-63 (22) 06.01.86 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Ленинаканский филиал Ереванского политехнического института им. К. Маркса (72) Б. М. Мамиконян (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 456291, кл. G 08 С 9/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 972543, кл. G 08 С 9/04, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использоваИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления, в частности в качестве компенсирующего элемента в автоматических уравновешенных мостах и потенциометрах.

Целью изобретения является расширение области применения за сч т обеспечения преобразования угла поворота в сопротивление.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя угла поворота; на фиг. 2 — элементы считывания кода.

П реобразователь содержит подвиж ный кодирующий элемент 1, на поверхности которого нанесена двоичная кодовая маска 2 с участками из магнитожесткой пленки. Неподвижная часть преобразователя состоит из подложки 3, выпоненнсй из изоляционного материала, например стекла, на которую напылены пермаллоевые резистивные элементы 4 считывания кода из анизотропной магнитной пленки, соединенные между собой последовательно посред=твом электрических проводников 5 (также ьапыленных) и под„„SU„„„1607077 А 1

2 но в системах контроля и управления. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения преобразования угла поворота в сопротивление. Преобразователь содержит подвижный кодирующий элемент, на поверхность которого нанесена двоичная кодовая маска с участками из магнитно-жесткой пленки. Неподвижная часть преобразователя содержит подложку из изоляционного материала, на которую напылены пермаллоевые резистивные элементы считывания кода из анизотропной магнитной пленки, соединенные между собой последовательно посредством электрических проводников и подключенные к выходным клеммам преобразователя. 2 ил. ключенные к выходным клеммам 6 и 7 преобразователя.

Все пермаллоевые резистивные элементы 4 считывания кода расположены в ряд вдоль радиуса подвижного кодирующего элемента 1 со стороны кодовой маски.

Напыление разистивных элементов 4 считывания кода ведется в постоянном магнитном поле на предварительно нагретую подложку 3. Состав пермаллоя примерно в 81% М и 19% Fe. Полученная таким способом ферромагнитная пленка отличается почти нулевой магнитострикцией, резко выраженной магнитной анизотропией и обладает магниторезистивным эффектом. Удельное электрическое сопротивление такой ферромагнитной пленки в направлении оси легкого намагничивания (ОЛН) тогда максимально, когда намагниченность ее направлена вдоль этой оси, и уменьшается примерно на 2%, когда намагниченность перпендикулярна ОЛН, т. е. направлена вдоль оси трудного намагничивания (OTH).

16. 077

В преобразователе ферромагнитные пленки резистивных элементов 4 считьн-.,ания кода соединены между собой вдоль своих ОЛН а значения их электрических сопротивлений равны 2" R (n — номер разряда кода, Ri — — сопротивление ферромагнитной пленки, служащей резистивным элементом 4 считывания младшего разряда кода) при ориентации нам"ã"íè÷åííîñти пленок вдоль ОТН.

Значения электрических сопротивлений ферромагнитных пленок задаются в процессе напыления соответствующим выбором длины и толщины пленок.

11реобразователь угла поворота работает следующим образом.

Злектрическое сопротивление между выходными клеммами 6 и 7 преобра,зователя равно сумме электрических сопротивлений резист вных элементов 4 г читыва,п я кода (сопротивлением электрических проводни ков 5 можно пренебречь ввиду их незначительности) .

При нулевом значении контролируемого угла а резистивные элементь. 4 считывания кода всех разрядов кода находятся в зоне действия магнитных полей участков кодовых масок 2 подвижного кодирующего элемента 1. Под действием этих полей намагниченности ферромагнитных пленок резистивных элементов 4 считывания кода повернуты на угол 90" и фиксированы вдоль их OTH.

В этом состоянии электрические сопротивления ферромагнитных пленок минимальны, а общее сопротивление между выходными клеммами .6 и 7 устройства имеет свое начальное значение 14 =- g 2" — . R

11рн повороте подвижного кодирующего элемента 1 часть резистивных элементов 4 считывания кода оказывается вне зоны дей ствия магнитных полей участков кодовых масок 2, намагниченности этих элементов 4 под действием магнитного поля анизотропи t фиксируются вдоль своих ОПН, и ".îïðîтивлення их увеличиваются, увеличивая общее выходное сопротивление преобразователя.

При повороте подвижного кодирующего

:-леме r -. 1 выходное сопротивление резистинного преобразователя угла поворота возрастает линейно. Действительно, если при повороте намагниченности от ОТН к ОЛН значение сопротивления R i увеличивается на

AR м то сопротивление резистивного элемента 4 считывания второго разряда кода уве вичиваетс я на 2AR, третьего — на

4AR, четвертого — íà 8AR и т. д., поскольку их процентное приращение одинаково.

В положении а (11 делений младшего разряда кода), показанном на фиг. 1, выходное

10 сопротивление устройства равно R, < ——

= (Ri+ARi) + (2Ri+2AR) + 4Ri + (8Ri+

+8ARi) + I6Ri + 32Ri = Rp+11ARi.

Аналогично, для произвольного значения я, равного К делениям младшего разряда кода, R,=, = — Ro+K ЛКi

Фоомула изобретения

Г1 реоб ра зов атель угла поворота, содержащий подвижный кодирующий элемент двоичной кодовой маской, выполненной из магнитно-жесткой пленки, и неподвижные- резистивные элементы считывания кода, выполненные из анизотропной магнитно;мягкой пленки и нанесенные на подложке из изоляционного материала в ряд вдол ь радиуса подвижного кодирующего элемента со стороны кодовой маски, отличаюи,ийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения преобразования угла поворота в сопротивление, в нем неподвижные резистивные элементы считывания кода соединены между собой последовательно с помощью электрических проводников и подключены к выходным клеммам д устройства, г.ричем значения электрических сопрстивлений резистивных элементов считывания кода равны 2" Ri, где и — номер разряда када, Ri — сопротивление резистивного элемента считывания младшего разряда, г ри этом оси легкого намагничивания резистивных элементов считывания кода направлены параллельно их линии соединения и ортогонально намагниченности магнитожесткой пленки кодовои маски подвижного кодирующего элемента.

1607077

Риг 1

Составитель Г. Милославский

Редактор O. Спесивых Техред А. Кравчук Корректор М. Максичишинен

Заказ 3555 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыгиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101