Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.7 .084/085 (088.8) (72) Авторы изобретения Д. В. Гицу, С. М. Голигорская, В. А. Долма, В. И. Заборовский, 3. И. Зеликовский, А. М. Иойшер, В. М. Картышкин, Б. П. Котрубенко и Б. Н. Фроймович

Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения Научно-производственного объединения «Микропровод» (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к преобразователям угла поворота в электрический сигнал, применяемым в приборостроении, в частности в рамках гальванометров.

Известен магниторезистивный преобра- 5 зов атель угла поворота в электрический сигнал, содержащий неподвижный кольцевой полупроводниковый элемент и соосно с ним расположенные два постоянные магнита, выполненные в виде секторов, симмет- 1О ричных относительно оси вращения, снабженный второй аналогичной парой магнитов, расположенных симметрично относительно кольцевого полупроводникового элемента, причем разноименные полюса пер- 15 вой и второй пары магнитов размещены противоположно;(1).

Известен также функциональный преобразователь перемещений, содержащий магнитопровод с обмотками возбуждения, в за- 2О зоре которого расположен подвижный каркас с подвижными магниторезисторами (2).

Однако у всех известных устройств относительно велики поперечные размеры, в частности из-за ограничения снизу размеров 25 магниточувствительных элементов. Это является основным недостатком в случае их использования, например, в подвижных рамках гальванометров для преобразования в электрический сигнал угла поворота этой рамки, вследствие относительно большой инерционности. Уменьшение размеров магниточувствительных элементов весьма трудоемко и приводит к уменьшению их сопротивления.

Целью изобретения является упрощение конструкции преобразователя угла поворота в электрический сигнал и уменьшение инерционности.

Цель достигается тем, что в преобразователе угла поворота в электрический сигнал, содержащем подвижную систему с магниточувствительным элементом, размещенную в поле неподвижной магнитной системы, магниточувствительный элемент установлен параллельно оси вращения подвижной системы и выполнен в форме отрезка литого монокристаллического микропровода с кристаллографической осью третьего порядка, ориентированной перпендикулярно к оси вращения подвижной системы. Для расширения диапазона линейности преобразования в качестве полуметаллического материала взят сплав Bi вЂ” Sb, кристаллографическая ось третьего порядка которого направлена под углом б0+-5 к силовым линиям магнитного поля неподвижной магнитной системы.

622014

На фиг. 1 схематично изображен предложенный преобразователь; на фиг. 2 вЂ” график зависимости магнитосопротивления

ЬЯ литого микропровода с жилой из сплаК ва Bi вЂ” $Ь от угла поворота 0 вдоль его длины.

Неподвижная магнитная система представляет собой два постоянных магнита с узкими полюсными наконечниками 1. Меж- 10 ду этими наконечниками размещена подвижная система 2, поворачивающаяся вокруг своей оси. В частности, в гальванометрических головках подвижная система представляет собой вращающуюся легкую рам- 15 ку с обмоткой из тонкого провода. По оси вращения располагается отрезок 3 литого микропровода с жилой из анизотропного полуметаллического материала, к концам которого присоединены гибкие токопроводы 4. 20

Отрезок 3 микропровода может быть натянут как по оси вращения, совпадая с ней, так и размещен вне этой оси, параллельно ей, например наклеен на подложку, закрепленную на обмотке рамки. 25

Полуметаллы обладают магниторезистивным эффектом, т. е. их сопротивление в магнитном поле увеличивается. Благодаря применению литого микропровода с жилой из анизотропного полуметаллического мате- ч0 риала с осью третьего порядка, перпендикулярной к оси вращения, его сопротивление зависит не только от величины магнитного поля, но и от угла между направлением вектора напряженности поля и осью 35 второго порядка в жиле.

На графике (см. фиг. 2) выбран линейный рабочий участок, соответствующий значениям угла между осью второго порядка монокристаллического микропровода и си- 40 ловыми линиями магнитного поля от 40 до

80 . Начальная рабочая точка в данном

4 случае соответствует углу около 60 . У сплавов Bi вЂ” Sb других составов она может отклоняться от этого значения на 5 .

Общий диаметр литого микропровода, используемого в качестве магниточувствительного элемента, обычно лежит в пределах от

10 до 50 мкм. Такие малые поперечные размеры микропровода резко уменьшают поперечные размеры подвижной системы, а значит и ее момент инерции.

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота в электрический сигнал, содержащий подвижную систему с магниточувствительным элементом, размещенную в поле неподвижной магнитной системы, отл и чающий-ся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения инерционности, магниточувствительный элемент установлен параллельно оси вращения подвижной системы и выполнен в форме отрезка литого монокристаллического микропровода из анизотропного полуметаллического материала с кристаллографической осью третьего порядка, ориентированной перпендикулярно к оси вращения подвижной системы.

2. Преобразователь по п, 1, отл ич а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона линейности преобразования, в качестве полуметаллического материала взят сплав Bi вЂ” $Ь, кристаллографическая ось третьего порядка ко1орого направлена под острым углом 60 -5 к силовым линиям магнитного поля неподвижной магнитной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Х 453562, кл. G 01В 7/30, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ке 452838, кл. G 01В 7/30, 1974.

622014

7а

Ю град

120

Составитель В. Степанов

Редактор А. Купрякова Техред А, Камышникова Корректор Л. Брахнина

Заказ 1517/17 Изд. № 573 Тираж 1080

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

a E %, roo

Раа 2

Преобразователь угла поворота в электрический сигнал

Осциллографический гальванометр с жидкостным успокоением // 614389

Электроизмерительный прибор // 614388

Осциллографический гальванометр // 612174

Электростатический преобразователь напряжения // 607149

Магнитоэлектрический регистрирующий измерительный прибор // 605182

Электромагнитный измерительный механизм // 600453

Магнитоэлектрический измерительный механизм // 597971

Датчик для измерения напряженности электростатического поля // 593156

Подвижная система осциллографического гальванометра // 566186

Временной селектор // 620014

Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов // 619943

Прибор для контроля несимметрии расположения зубцов магнитопровода электрической машины // 613450

Устройство для измерения угла наклона кузова вагона относительно горизонта // 612147

Двухкоординатный датчик угловых перемещений // 606096

Устройство для измерения угла поворота вала // 602772

Программное задающее устройство // 600523

Устройство для измерения угловых перемещений // 600386

Емкостной преобразователь угла // 598109

Бесконтактный магнито-транзисторный датчик // 596992

Датчик угла наклона скважины // 2107892

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано при строительстве нефтяных и газовых скважин, в частности, при строительстве наклонно-направленных и горизонтальных скважин, где требуется высокая точность измерения зенитных углов и высокая надежность проведения измерений