Датчик линейного смещения

 

О Л Й C А Н Й Е „„gg)gag

ЙЗОБРЕТЕ Н ЙЯ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 14. 11. 75 (21) 2 190903/24-07 (23} Приоритет — (32} 18.11. 74

{ЗЦ 524608 (33) США

С)публиковано05.01. 79.Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 08.01.79 (51) М. Кл.

Н 01 Н 36/00 (53) УДК 621.3. .083.8 (088.8) Иностранец

Эдвард Фрэнк Сайдор (США) (72) Автор изобретению

Иностранная фирма Иллинойс Тул Воркс, Инк" (США) (T3) Заявитель (84) ДАТЧИК ЛИНЕЙНОГО СМЕШЕНИЯ

Изобретение относится к датчикам положения, в которых используется по крайней мере одна ферромагнитная продольная трубка, выполненная из магнитного материала, б

Известно устройство, представляющее собой клавишный переключатель, в котором сплошной тороидальный сердечник полностью насыщается, когда магниты опус каются на основание клавиши вблизи сер дечников. Чтобы полностью достичь такого эффекта, сердечник переключателя располагается так, что его ось параллель на широким частям магнитов, что приводит к увеличению размера сердечника.. д по nnwe. При этом имеется погрешность в определении точного положения постоянных магнитов из-за недостаточного насыщения вдоль длины ферромагнитной трубки.. И

Известен также датчик линейного смещения, который содержит по крайней мере один постоянный магнит, разноименные полюса которого обращены навстре2 чу друг другу, две полые ферромагнитные трубки, расположенные между полюсами магнита на одинаковом расстоянии от них так, что их продольные оси перпендикулярны оси намагничивания псь. стоянного магнита, и обмотки считывания, расположенные в полых ферромагнитных трубках так, что в каждой из них находится по крайней мере одна обмотка считывания. Датчик такого тат а для повышения чувствительности необходимо соединить с аналогичным датчиком, что усложняет конструкцию.

)Мелью изобретения является улучшение надежности и точности датчика путем улучшения линейности характеристик выходного сигнала.

Для достижения цели в датчике линейного смещения, содержащем по крайней мере один постоянный магнит, разноименные полюса . которого обращены навстречу друг другу, две полые ферромагнитные трубки, расположенные между полюсами магнита на одинаковом расстоянии

641889 са них так, что их продольные оси перпендикулярны оси намагничивания постоянного магнита, и обмотки считывания, расположенные в полых, ферромагнитных трубках так, что в каждой из них на- 5 ходится по крайней мере одна обмотка считывания, ферромагнитные трубки вы полцены иэ одного цельного куска материала и совмещены так, что чх отверстия располагаются одно над другим. При 10 этом датчик снабжен другой парой обмоток считывания, KB?KQBH иэ которьх рас-. положена в одной из почых ферромагнитных трубок, Каждая обмотка считывания имеет вывод от средней точки для обра- 15 зования четырех индуктивно-активных элементов, которые электрически связаны так, что образуется четырехплечая мостовая схема. Кроме того, обмотки считывания в каждой из указанных пар 2о соединены последовательно между собой, а нары обмоток считывания соединены параллельно друг с другом, и между об» мотками одной пары и различных пар предусмотрены выводы так, что образует- -5 ся четырехплечий мост, причем обмотки считывания различных пар в одной трубке и обмотки считывания одной пары включены в тречно по току

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик, общий вид; на фнг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 — то же, вид с. торца; на фиг. 4 — схема четырехплечего моста датчика; на фиг, 5 — вариант дат чика, в котором используются четыре обмотки считывания, внц сбоку, на фиг. 6то же, вид с торп. :..

Датчик линейного смещения состоит из ферромагнитных трубок 1 и 2, выполненных из одного целого куска материала о

3 и совмещенных так, что их отверстия располагаются одно под другим. Ферромагнитные трубки расположены на одинаковом расстоянии, между полюсами постоянных магнитов 4 и 5, которые перемещаются перцендикулярно осям трубок, а оси их намагничивания перпендикулярныосям трубок. Внутри каждой ферромаг— нитной трубки расположена по крайней мере одна обмотка считывания 6, кото50 рая может иметь вывод от средней точки, Если требуется составить активно-индуктивную мостиковую цепочку, то в .трубки 1 и 2 вводится по паре обмоток

55 считывания 7, 8 и 9, 10(фиг, 2, 5)Ä .проложенных внутри B направлении, KBK правидо, параллельйом продольной оси тру- . бок, Эти обмотки могут быть соединены между собой в различные мостовые схемы.

ПереМещение магнитов 4,5 вверх и вниз (как показано стрелкой) вызывает большее изменение индуктивности обмотки 7, чем обмотки 10, В среднем положении постоянных магнитов (фиг, 3) индуктивность обмоток считывания 7 и 10 будет практически равной, а когда магниты 4 и 5 сдвигаются из этого положения в положение, показанное на фиг. 6, индуктивность одной обмотки по отношению к дру гой будет изменяться дифференциально, создавая тем самым индикацию относительного положения магнитов 4, 5 по отношению к ферромагнитным трубкам.

Обмотки считывания 8, 9 (фиг, 5) соединены на выводе 11, а обмотки 7 и 10на выводе .12, два других вывода схемы моста образованы в узле соединения обмоток 7 и 9, 8 и 10.

Такое соединение обмоток позволяет повысить чувствительность датчика линей« ного смещения, улучшить температурный диапазон работы устройства, твк как все обмотки считывания расположены в одном общем куске магнитного материала так, что воздействие температуры или старе ния практически будут влиять иа точность, ;поскольку их индуктивности от указан.ных факторов будут меняться одинаковым образом, Формула изобретенная

1. Датчик линейного смещения, содержащий по крайней мере один постоянный магнит, разноименные полюса которого обращены навстречу друг другу, две полые ферромагнитные трубки, расположенные между полюсами магнита на одинаковом

* расстоянии от них так, что их продольные оси перпендикулярны оси намагничивания постоянного магнита, и обмотки .считывания, расположенные в полых ферромагнитных трубках такэ что в каждой из них находится по крайней мере одна обмотка считывания, о т л и ч а юшийся тем, что, с. целью улучщения надежности и точности датчика путем улучшения линейности характеристик выходного сигнала, ферромагнитные трубки выполнены из одного цельного куска материала и совмещены так, что их отверстия располагаются одно над другим.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен другой

641889

Ю 7 71

71

@fly. Ф

Составитель А, Пучков

Редактор В. Фельдман Техред М. Петко Корректор Т. Вашкович

Заказ 7578/60 Тнраж .,&22 Подпнсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 парой обмоток счнтывання, каждая иэ которых расположена в одной нз полых ферромагнитных трубок.

3, Датчнк по п. 1, о т л н ч а юшийся тем, -что каждая обмотка счнтывання имеет вывод от средней точки для образования четырех нндуктнвноактивных элементов, которые электрнчес.кн связаны так, что образуется четырехплечая мостовая схема.

4. Датчик по и. 2, о т л н ч а юшийся тем, что обмоткн считывания в каждой нэ укаэанных пар соединены последовательно между собой, а пари

5. обмоток считывання соединены параллель но друг с другом, н между обмотками одной пары и раэличнъпс пар предусмотрены выводы так, что образуется четырех. плечий мост,причем обмотки считывания различных пар воднойтрубке н обмотки считывания одной пары включены встречно по току,