Преобразователь линейных перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«о823830

K АВТОРСКОМУ СВИДВЗЗЛЬСТВУ (6}) Дополмительное к авт. свид-ву В 460438 (51}М. Кл. } а 01 В 7/00 (22) Заявлено 3007.79 (2}) 2804143/18-28 с присоединением заявки Hо

} осударствеииыЯ комитет

СССР пе яелаи изобретеииЯ и открытиЯ (23) Приоритет

Опубликовано 23048 бюллетень }Co 15

53.087.92 (088. 8) Дата опубликованию описания 230481 (72) Авторы, изобретения

М.A. Ураксеев, В.Х. Ясовеев, М;И. Ахмадинуррв и В.Н. Кагарманов

1:. с

3 4. . (71) Заявитель

tt. уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе- .: .."-"., (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной и счетно-решающей . технике и может бйть использовано для измерения и регистрации перемещений с высокой степенью точности при повышенных температурах.

По основному авт. св. Р 460438 известен Преобразователь линейнЫх перемещений, содержащий секции; обмотки возбуждения, два элемента . Холла и магнитопровод в виде двух идентичных, симметрично расположенных

С-образных частей с удлиненными"полюсами, охватывающими ферромагнитную пластину, образующую с полюсами рав-. т5 номерные воздушные зазоры, s которых размещены два подвижных ферромагнитных стержня (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения - 20 при повышенных температурах; Это обусловлено изменением активного сопро» тивления обмотки возбуждения, магнит" ной проницаемости материала магнитопровода и параметров элементов Колла 25 при изменении температуры окружающей среды, Цель изобретения - повышение точ-. ности измерений при изменении температуры. 30

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен двумя дополнительными элементами Холла, соединенными согласно и установленными рядом с основными элементами

Холла в отверстиях магнитопровода и схемой автоматической регулировки усиления, которая входом соединена с потенциальными клеммами дополнительных элементов Холла, а выходом - с токовыми клеммами всех элементов

Холла.

Кроме того, схема автоматической регулировки усиления выполнена в виде соединенных последовательно демо- . дулятора, интегратора, оптической пары светодиод-фоторезистор и операционного усилителя.

На Фиг. 1 изображен преобразователь линейных перемещений, общий вид; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь состоит из магнитопровода 2, элементов 2, 3, 4 и 5

Холла, размещенных в зазоре магнитной системы, причем выходные ЭДС элементов 2 и 3 Холла включены всречно, а 4 и 5 - согласно, секций 6 и 7 обмотки возбуждения, сосредоточеннык на основаниях магнитопровода, Ф

823830

Ферромагнитной пластины 8, располо- женной между, стержнями магнитопровода 1, подвижного ферромагнитного стержня 9, кинематически связанного с .объектом, и подвижного Ферромагнитного стержйя 10, идентичного стержню 9, и схемы обработки сигнала, вклЮчаяй(ей демодулятор 11, иятегратор 12, светодиод 13, . Фотореэистор 14 и операционный .усилитель 15.: Вход демодулятора

11 связан с дополнительными .элементамн 4 и 5 Холла, а выход подключен к инвертирующэму входу интегратора

12. К выкоду интегратора 12 подключен катод светодиода 3.3, анод которого соединен с общей миной. Светоди од 13 оптическй связан с фоторезиатором 14, включенныа между выходом:к . кнвертйрующим-входом операционного уеилителя 15, а выход последнего связан с токовыми клеммами элементов

2» 3, 4 к 5 Колла»

ПреобразователЬ работает следующим образом.

Секции 6 и 7 обмотки возбуждения .питаются .переменным током. Иагннтные потоки, создаваемые этими обмотками, замыкаются цо замкнутым. контурам через магнитопровод 1, подвижные стержни .9 и 10 и элементы 2, 3,4, н 5 Холла.

ЭДС на выходе элемента Холла хВ х де К - коэффйциент пронорционаяьностиу

- Зх - ток питания элемента Холла;

В - индукция магиитного потока, пронизывающего элемент Холла.

При перемещении подвижного стержня 9, кинематически связанного с объектом, влево кидукция магнитного потока, пронизывающая элементы 2 и 4, увеличивается, а индукция магнитного тока„пронизывающая элементы 3 и 5, ныаается. Ири этом ЭДС иа выходе элементов 2 и 4, увеличивается, а на выходе элементов 3, и 5 уменьшается. .Ввиду встречного включения сум« марная ЭДС элементов 2 и 3 линейно зависит от перемещения подвижного стержня 9. Так как элементы 4 и 5 включены согласно, то суммарная ЭДС ие зависит от перемещейия подвижного стержня 9.

Для регулировки нулевого сигнала,. .необходимо перемещать стержень 10 в противоположную сторону от перемещения стержня 9,ЭДС на выходе элемен:тов 2 и 3, возникающая от перемеще ния стержйя 9, компенсирует ЭДС, возникающую от перемещения стержня

10. При.любом положении стержня 9,, перемещая стержень 10, можно. добить . ся нулевого суммарного сигнала на аыходе элементов 2 и 3 Холла.

Нрн изменении температуры акружа- ющэй среды, вследствие изменения акищвного сопротивления обмотки возбуждения, магнитной проницаемости магнитопровода, параметров элементов

2,3„ 4 к 5 Холла изменяется выходная суммарная ЭДС элементов 2.и 3 как от перемещения, так н от температуры.

Ввиду согласного включения, суммарная ЭДС на выходе дополнительных элементов 4 и 5 изменяется в Функции температуры. Напряжение через демодулятор 11 подается на инвертирующнй вход интегратора 12 и сравнивается с опорным напряжением Оо„, подаваемым на неинвертнрующий вход интеграt5 тара 12. Разность подаваемого напряжения и опорного интегрируется и изменяет, поаредатвом связи через светодиод 13 и фоторезистор 14, коэффициент передачи операционного усили;щ теля 15, т.е. изменяет таки питания. элементов 2,3, 4 и 5 Холла. Этим самюю поддерживается стабильной функ; ция преобразования в широком диапазоне температур (от -60 до +200oC) с погрешностью не более 13 íà 100 С.

Высокая стабильность работы преоб-. разователя в щироком диапазоне температур, дает воэможность .испольэовать предлагаемый преобразователь в качестве элеМента системы автомати- . ческого регулирования °

Формула изобретения

Преобразователь линейнык перемещений по авт. cs. 9 460438, о .тл к ч а ю шийся тем, что, с целью повьацення точности измерений при из:менении тева ературы, ои снабжен дву-

4© мя дополнитедьиыми элементарна Холла, соединенными .согласно и установленными рядам а оаиовнмми элементами Холла в отверстиях магнитопроэода и схе мой, автоматической регулировки усиленйя, которая входом. соединена с потенцнальныии клеммами дополнительных элементов Холла, а выходом - с токо« вымн клеммави всех элементов Холла.

2. Нреобраэователь ио a 1, о тл и ч а ю шийся тем, .что, с целью повыщения точности измерений при изменении температурыу схема автоматической регулировки уеиаеиия выиолие» .,на в виде соединенных последователь но демодулятора, интегратора, оптйN ческой кары аветощюд-ФоторезисФор н операционного усилителя.

HcФФчиФп(и ииформацииу принятые во внимание при экспертизе

1. Ae epceiee свидетельство СссР б© N 460438с ка. 6 6 1 0 5/ею 1975 (прототип) °

8238 30

Состаиитель Е. Глазкоэа Уеирейй. Кастелевич ЕорректорВ. Синицкая

Редактор. В. Жиленко

Филиал НПП Патент, г, Ултород, ул Проектная, 4

Эаказ 2082/53 Тиров 642 . Подиисное

ВИИИИИ Росу4арственно о комитета СССР но делам «зобретений н открытий

113035, Иоскиа, Ж-35, Рауаская наб, д. 4/5