Датчик для определения положения ферромагнитного объекта

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано, например, в устройствах для измерения углового и линейного положения ферромагнитного объекта, в частности, в системах электронного управления двигателем внутреннего сгорания. Датчик содержит кольцевой магнит, на торце которого расположен магниточувствительный преобразователь. Внутри магнита соосно с ним расположен шунт из магнитотвердого материала. Шунт выполнен с резьбой и выступает из магнита с противоположной стороны от места расположения датчика. Для обеспечения соосности шунта и магнита используется втулка. Фиксация ферромагнитного объекта производится при его прохождении через зону чувствительности датчика. Технический результат - повышение чувствительности датчика и точности регулировки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано, например, в устройствах для измерения углового и линейного положения ферромагнитного объекта, в частности, в системах электронного управления двигателем внутреннего сгорания.

Известен датчик индукционного типа [1], содержащий магнит с примыкающим магнитопроводом, на котором расположена катушка с обмоткой. Недостатком этого датчика является отсутствие возможности регулировки чувствительности и значительное влияние скорости прохождения ферромагнитного объекта на величину выходного импульса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту, выбранным в качестве прототипа, является датчик положения зуба зубчатого колеса [2], который может быть использован в качестве датчика для определения ферромагнитного объекта. Датчик положения зуба зубчатого колеса содержит немагнитный корпус, постоянный магнит и магниточувствительный преобразователь, причем постоянный магнит выполнен в виде кольца, намагниченного аксиально, внутри которого на корпусе расположен магнитопровод из магнитомягкого материала, а со стороны торца магнитопровода на корпусе установлен магниточувствительный преобразователь.

Недостатком такого датчика является значительное изменение магнитного поля в зоне установки магниточувствительного преобразователя при незначительных перемещениях магнитопровода из магнитомягкого материала. Это приводит к увеличению трудоемкости при регулировке датчика. При этом магниточувствительный преобразователь находится со стороны торца на корпусе, то есть на некотором расстоянии от торца магнита, где находится точка максимального изменения магнитного поля во время прохождения ферромагнитного объекта.

Технический результат данного изобретения направлен на устранение этих недостатков и заключается в увеличении чувствительности и повышении точности регулировки датчика.

Это достигается тем, что в датчике для определения положения ферромагнитного объекта, содержащем кольцевой магнит, магниточувствительный преобразователь расположен непосредственно на торце магнита, а внутри кольцевого магнита размещен шунт из магнитотвердого материала с возможностью перемещения по оси магнита. Шунт имеет выступающую из магнита часть с противоположной стороны от места расположения магниточувствительного преобразователя, причем величина выступающей части шунта составляет не менее половины высоты магнита.

Магнитотвердый материал в меньшей степени шунтирует линии магнитного поля, уменьшая тем самым величину его изменения в зоне установки преобразователя при перемещении шунта по оси магнита. Это позволяет производить регулировку магнитной системы за счет больших перемещений магнитного шунта, соответственно снижается трудоемкость при регулировке и позволяет производить регулировку более точно. Кроме того, применение магнитотвердого материала увеличивает изменение магнитного поля в зоне установки преобразователя при прохождении ферромагнитного объекта, соответственно увеличивается чувствительность датчика, что позволяет работать на больших воздушных зазорах между датчиком и ферромагнитным объектом.

Расположение магнитного преобразователя непосредственно на торце магнита в зоне максимального изменения магнитного поля при прохождении ферромагнитного объекта также увеличивает чувствительность устройства.

Примененный в датчике шунт имеет выступающую из магнита часть с противоположной стороны от места расположения магниточувствительного преобразователя. Выступающая часть шунта составляет не менее половины высоты магнита. Такое соотношение увеличивает чувствительность датчика за счет увеличения изменения магнитного поля в зоне установки преобразователя при прохождении ферромагнитного объекта.

В результате сопоставительного анализа, проведенного по патентам и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах заявляемого объекта, не было выявлено аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существующим признакам предлагаемого технического решения.

Результаты анализа дают основания для вывода о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

Достижение более высокого технического результата при использовании новых признаков технического решения позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения требованию «изобретательский уровень.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже представлена конструкция датчика для определения положения ферромагнитного объекта 1, состоящего из кольцевого магнита 2, на торце которого расположен магниточувствительный преобразователь 3. Внутри кольцевого магнита 2 расположен магнитный шунт 4, имеющий выступающую из магнита часть. Шунт установлен во втулке 5 для обеспечения соосности шунта с магнитом. Вся конструкция размещена в немагнитном корпусе 6.

Датчик работает следующим образом.

Определение положения ферромагнитного объекта осуществляется за счет того, что в датчике используется магнит и магниточувствительный преобразователь электрического тока, который изменяет значение тока на своем выходе при изменении магнитного поля магнита во время прохождения ферромагнитного объекта в зоне чувствительности устройства. В конструкцию датчика включен шунт для изменения магнитного поля магнита с целью настройки чувствительности датчика. Для облегчения перемещения шунт имеет резьбовое соединение. Для обеспечения соосности шунта и магнита используется специальная втулка. Шунт может иметь головку со шлицем для облегчения регулировки.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2142641, МПК G01P 3/40, дата публикации 10.12.1999 г.

2. Патент РФ на изобретение №2207575, МПК G01P 3/488, G01B 7/30, G01B 7/14, дата публикации 27.06.2003 г.

1. Датчик для определения положения ферромагнитного объекта, содержащий немагнитный корпус, магниточувствительный преобразователь и постоянный магнит, выполненный в виде кольца, намагниченного аксиально, внутри которого на корпусе расположен магнитопровод, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен из магнитотвердого материала в виде шунта, размещенного во втулке, установленной соосно с магнитом, причем магниточувствительный преобразователь расположен непосредственно на торце магнита.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что шунт имеет выступающую из магнита часть, составляющую не менее половины высоты магнита, расположенную с противоположенной стороны от места установки магниточувствительного преобразователя.