Герконовый датчик перемещения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, в системах регулирования и управления для контроля перемещения объектов. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик. Герконовый датчик перемещения содержит геркон, два стержневых постоянных магнита, намагниченных продольно и установленных перпендикулярно продольной оси геркона с одной его стороны, но с разных сторон от перекрытия контакт-деталей геркона одноименными полюсами в сторону геркона, и подвижную магнитомягкую деталь, расположенную с другой стороны геркона по отношению к постоянным магнитам. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, в системах регулирования и управления для контроля перемещения объектов.

Известен герконовый датчик перемещения, содержащий геркон, стержневой постоянный магнит, установленный одним своим полюсом к области перекрытия контакт-деталей геркона, и П-образный магнитопровод, установленный на постоянном магните [1] Такой датчик перемещения имеет ограниченную область применения, поскольку управление герконом в нем осуществляется перемещением постоянного магнита вместе с магнитопроводом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является герконовый датчик перемещения, содержащий геркон, два стержневых постоянных магнита, намагниченных продольно и установленных перпендикулярно продольной оси геркона с одной его стороны, но с разных сторон от перекрытия контакт-деталей геркона, и магнитомягкую деталь установленную с возможностью перемещения [2] Недостатком такого герконового датчика является низкие эксплуатационные характеристики из-за большого дифференциала хода.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что стержневые постоянные магниты обращены к геркону одноименными полюсами, а магнитомягкая деталь расположена с другой стороны геркона по отношению к постоянным магнитам с возможностью перемещения вдоль геркона.

В герконовом датчике перемещения магнитомягкая деталь и постоянные магниты могут быть расположены по разные стороны относительно продольной оси геркона.

В герконовом датчике перемещения магнитомягкая деталь может быть расположена таким образом, что ее пересекает плоскость, проходящая через продольную ось геркона и перпендикулярная ось намагничивания постоянных магнитов.

Герконовый датчик перемещения может быть снабжен дополнительным герконом, установленным у противоположных полюсов постоянных магнитов по отношению к основному геркону и параллельно последнему, а магнитомягкая деталь выполнена и расположена так, что ее длина в направлении осей намагничивания постоянных магнитов больше расстояния между продольными осями герконов.

В герконовом датчике перемещения в качестве герконов могут быть выбраны переключающие герконы с размыкающими контакт-деталями, выведенными на одну сторону торцев баллона, указанные герконы установлены таким образом, что магнитомягкая деталь расположена у торцев баллонов герконов с замыкающими контакт-деталями.

На фиг. 1 схематически показан герконовый датчик перемещения; на фиг. 2 герконовый датчик перемещения с магнитомягкой деталью, расположенной с противоположной стороны геркона по отношению к постоянным магнитам, вид слева; на фиг. 3 герконовый датчик перемещения с магнитомягкой деталью, расположенной таким образом, что ее пересекает плоскость, проходящая через продольную ось геркона и перпендикулярная оси намагничивания постоянных магнитов, вид слева; на фиг. 4 герконовый датчик перемещения с дополнительным герконом; на фиг. 5 герконовый датчик перемещения с переключающим герконом.

Герконовый датчик перемещения содержит геркон 1, два стержневых постоянных магнита 2 и 3, намагниченных продольно и установленных перпендикулярно продольной оси геркона 1 с одной его стороны, но с разных сторон от перекрытия 4 контакт-деталей геркона 1 и одноименными полюсами (например N в сторону геркона 1, и подвижную магнитомягкую деталь 5).

Магнитомягкая деталь 5 может быть установлена с противоположной стороны геркона 1 по отношению к постоянным магнитам 2 и 3 (см. фиг. 2) или таким образом (см. фиг. 3), что магнитомягкую деталь 5 пересекает плоскость 6 (условная), проходящая через продольную ось геркона 1 и перпендикулярная оси намагничивания 7 постоянных магнитов 2 и 3.

Герконовый датчик перемещения может содержать дополнительный геркон 8 (см. фиг. 4), расположенный у противоположных полюсов (полюса S на фиг. 4) постоянных магнитов 2 и 3 по отношению к основному геркону 1 (который расположен у полюсов N). Дополнительный геркон 8 расположен параллельно основному геркону 1. Магнитомягкая деталь 5 в таком датчике перемещения имеет размер в направлении осей намагничивания 7 постоянных магнитов 2 и 3 больше, чем расстояние между продольными осями герконов 1 и 8.

В герконовом датчике перемещения в качестве геркона 1 может быть использован переключающий геркон (см. фиг. 5) с размыкаемыми контакт-деталями 9, выведенными на одну сторону баллона (по фиг. 5 направо). В таком датчике перемещения переключающий геркон 1 установлен своей замыкаемой контакт-деталью 10 в сторону подвижной магнитомягкой детали 5.

Во всех вариантах датчика перемещения магнитомягкая деталь 5 имеет возможность контролируемого перемещения вдоль геркона 1. В исходном положении (фиг. 1-5) она расположена напротив перекрытия 4 контакт-деталей геркона 1.

Герконовый датчик перемещения, например, в случае симметричной магнитной системы работает следующим образом. В исходном положении в силу симметрии магнитной системы (фиг. 1-4) и встречной установки постоянных магнитов 2 и 3 магнитный поток, проходящий через рабочий зазор в области перекрытия 4 контакт-деталей герконов 1 и 8, равен нулю. При этом герконы 1 и 8 находятся в исходном, отпущенном состоянии (замыкаемые контакт-детали разомкнуты). При смещении магнитомягкой детали 5 вдоль герконов, например, вправо, происходит перераспределение магнитных потоков в системе. Это приводит к появлению магнитного потока, проходящего через рабочий зазор в области перекрытия 4 контакт-деталей, созданного левым постоянным магнитом 2 и проходящим слева направо. При этом герконы 1 и 8 срабатывают. Аналогичным образом происходит срабатывание герконов и при смещении магнитомягкой детали 5 влево.

При использовании в датчике переключающего геркона (фиг. 5) или несимметричного геркона магнитная система оказывается также несимметричной. Поэтому исходное положение магнитомягкой детали 5 относительно перекрытия 4 контакт-деталей выбирается таким, чтобы ее несимметричное положение компенсировало несимметрию геркона, в результате чего магнитный поток в рабочем зазоре геркона 1 был бы равен нулю. Нулевое значение рабочего магнитного потока в исходном положении также может быть достигнуто несимметричным расположением постоянных магнитов 2 и 3 относительно перекрытия 4 контакт-деталей.

Варианты датчика перемещения на фиг. 2 и фиг. 3 обеспечивают равную компоновку деталей, что позволяет выбрать габариты датчика в соответствии с заданными эксплуатационными требованиями.

В датчике перемещения возможно дублирование герконов в соответствии с фиг. 4. Здесь возможна регулировка точек срабатывания каждого геркона. Это позволяет добиться синхронного срабатывания герконов или наоборот необходимой разницы координат срабатывания в соответствии с заданными требованиями.

Предлагаемый датчик перемещения имеет малый дифференциал хода из-за резкого перераспределения магнитных потоков при смещении магнитомягкой детали 5, повышенную виброудароустойчивость, поскольку в исходном положении магнитный поток в рабочем зазоре равен нулю и полностью отсутствует электромагнитная сила. Кроме того, подвижной управляющей деталью является не постоянный магнит, а магнитомягкая деталь, в качестве которой часто можно использовать конструктивный элемент контролируемого объекта. Эта магнитомягкая деталь в датчике расположена с одной его стороны, что также расширяет область его применения, в отличие от датчиков щелевого типа.

Формула изобретения

1. ГЕРКОНОВЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий геркон, два стержневых постоянных магнита, намагниченных продольно и установленных перпендикулярно к продольной оси геркона с одной его стороны, но с разных сторон от перекрытия контакт-деталей геркона и магнитомягкую деталь, установленную с возможностью перемещения, отличающийся тем, что стержневые постоянные магниты обращены к геркону одноименными полюсами, магнитомягкая деталь расположена с другой стороны геркона по отношению к постоянным магнитам с возможностью перемещения вдоль продольной оси геркона.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что магнитомягкая и стержневые детали, постоянные магниты расположены по разные стороны относительно продольной оси геркона.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что магнитомягкая деталь расположена таким образом, что ее пересекает плоскость, проходящая через продольную ось геркона и перпендикулярна к оси намагничивания постоянных магнитов.

4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что снабжен дополнительным герконом, установленным у противоположных полюсов постоянных магнитов по отношению к основному геркону и параллельно последнему, а магнитомягкая деталь выполнена так, что ее длина в направлении осей намагничивания постоянных магнитов больше расстояния между продольными осями герконов.

5. Датчик по пп. 1 4, отличающийся тем, что в качестве герконов использованы переключающие герконы с размыкающими контакт-деталями, выведенными на одну сторону торцов баллона, указанные герконы установлены таким образом, что магнитомягкая деталь расположена у торца баллонов герконов с замыкающими контакт-деталями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5