Датчик перемещения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 8О7776 и .( (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 9.02.74 (21) 1 999994/1 8-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.7 Бюллетень № 11 (51) М. Кл. О 01 D 5/1< ;

С 01Ь 7/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делая нзооретений н отирытий (53) УДК 531,71:531..14 (088,8) (45) Дата опубликования описания 13.04.76 (72) Авторы изобретения

В, H. Алексеев, Ю. И. Мартынов и В. Н. Трофимов (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования, в частности к преобразователям механических перемешений в электрический сигнал с применением магниторезистивных элементов.

Известны датчики перемешения, содержашие постоянный магнит, на торцах кото» рого установлены П- образные магнитопроводы, между которыми расположен якорь, О а на их вгутренних поверхностях расположены магниторезисторы.

Эти датчики не обеспечивают плавную регулировку рабочих зазоров, а повешение магниторезисторов в рабочий зазор l5 снижает надежность конструкции при наличии перемешений выше номинальной величины.

Цель изобретения - повысить чувствительность датчика.

Это достигается тем, что якорь выпол нен в виде двух параллельных пластин из магнитомягкого материала, разделенных немагнитным зазором, каждая из которых образует рабочие зазоры с разнополюсными наконечниками.

Кроме того, магниторезисторы помешены в теле стержневых наконечников в дополнительных зазорах, выполненных последовательно с рабочими зазорами, а пластины якоря имеют возможность плавной регулировки начального положения. Пластина, соприкасаюшаяся со стержневым наконечником, при перемешении штока больше номинального имеет упругое подрессоривание, например, при помоши тарельчатой пружины, позволяюшее ей в этом случае перемешаться вдоль штока, Такое выполнение конструкции позволяет повысить чувствительность, технологичность и надежность датчика. Причем, в этом случае имеется возможность выпуска приборов со значительно меньшим разбр<ъсом выходных параметров.

На чертеже приведен предлагаемый датчик.

Оп содержит два постоянных магнита 1 и 2, П-образные полюспые наконечники 3 и 4, магниторезисторы 5 и 6. Магнитная

507776 ные магнитные цепи, сопротивление которых под воздействием изменения рабочих зазоров изменяется в противоположных направлениях, так как каждая иэ пластин якоря образует свой магнитный поток (r и u).

Отношение К магнитных потоков Ф1 и

Ф2 в магнитных цепях Х и 11 может быть вычислено по формуле система собрана между двумя пластинами

7 и 8. Пластины якоря 9 и 10, разделенные тарельчатой пружиной 11, закреплены на перемещающемся штоке 12 при помощи гаек 13 и 14. Постоянные магниты 1и 2 с П-образными полюсными наконечниками

3,4 и магнитореэисторами 5 и 6, пластинами якоря 9, 10 образуют две параллельФ Sg (Sm(E-aR)S L)aB(SnxE S 1 (Sgat+ 8 Й )

4 g Вали. + L -a .> 8ьл +

5 1 1

Д +

1 iR где S — площадь дополнительного эазо- магнитной системы с якорем из одной пластg

l5 (тины (а), т. е. при L ** 0; с якорем из

Ра, в котоРом Расположен магнитореэистоР !двух пластий,считая = 5 мм (б) (считаем gg - Sg = 5 )

Для расчета возмем

I I! г

Ящ - плошадь пластин концентратора;

"ФЛ вЂ” 7 мм х4мм=28мм

- величина номинального пер™ В- и) g 4

2 ния штока;

А6 - величина текущего перемещения б = 4 ммх 1,5 мм бмм штока;

0,3 мм;

5 - площадь рабочего зазора; д аЕ озм;

Т - расстояние между пластинами

Е Е= 02мм;

iH Ж суммарная величина начального

iM, тогда имеем для случая а . зазора магнитной цепи Т; ь е(з ss i )

2ж Еа .1н — суммарная величина начального ЗО у

RH ..Sс « ° и

= 2,52 зазора Магнитной цепи И . 1 - К -llh . Рассчитаем в качестве примера, величину максимального отношения потоков для для случая "б»; о

8ц s L aк«(SAA Ф.-8 L)(sg 8+-s 8

1 R

Зi к(hh + +SiL) = 3,68

Формула и зоб рет ения

Датчик перемещения, содержащий два постоянных магнита, на торцах которых т. е. изменение магнитных потоков, а вмес-

:те с ними и сопротивление магниторезисторов при применении якоря иэ двух плас- 40 тин возросло, по сравнению с конструкцией с якорем из одной пластины, в 1,46ра» зае

Работа датчика заключается в следую щем.

Внешняя сила в направлении оси X воздействует на шток 12, связанный с пластинами якоря 9 и 10.

При перемещении штрка происходит изменение рабочих зазоров между пластинами 9 и верхними стержнями Побразных наконечников и пластиной 10 и нижними стержнями. Например, при перемещении штока вверх проводимость нижних зазоров 55 уменьшается, а проводимость верхних зазоров увеличивается:. Магнитный и ток ф1 уменьшится, а Ф2 — увеличится, что при ведет к соответствующему измене. ию сопротивления магнитореэисторов 5 и 6. Ю

При перемещении якоря большем, чем номинальное значение, пластина якоря 9 ложится на верхние стержни П-образных наконечников. При этом магниторезисторы не испытывают. деформирующего воздействия. Причем дальнейшее перемещение штока за счет упругой деформации тарельчатой пружины 11 не приводит к значительному увеличению усилия, воздействующего на

П-образный сердечник, что устречяет воэ .можнрсть остаточной деформации или ра рушения элементов магнитной системы при перемещениях, значительно превышающих номинальное значение.

При обратном перемещении после соприкосновения штока 12 с гайкой 1 3 пластина 9 начинает перемещаться в обратном направлении.

i) установлены магниторезисторы и II-образные полюсные наконечники, между которыми расположен якорь, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, магниторезисторы расположены в дополнительных зазорах внутри полюсных наконечников, а якорь вы,полнел ц виде:лтока с;

БНИИПИ Заказ 162, Филиал !;ПП "Пате:г.", г, У;:;...

; 1:.рвы Я6 ф тр >с <тная

Подписное