Импульсный магнитный кнопочный ключ

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 843012 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 31. 08. 79 (g1) 2814414/24-07 (.51)М. Кл

Н 01 Н 36/00 с присоединеаием заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81 ° Бюллетень № 24 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .542.3(088.8) Дата опубликования описания 30.06.81

Г. П. Задерей, И. В. Ивкин, Н. Д. Казьмин 10.Ф.Тертишников, А. И. Великодный и А. С. Яценко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ МАГНИТНЫЙ КНОПОЧНЫЙ КЛ10Ч

Изобретение относится к бесконтактной коммутации электрических це-. пей и может найти применение в устройствах ввода информации ЭВМ, телетайпных аппаратах, электрических пи5 шущих машинках и других устройствах, в которых целесообразно использование выходного напряжения переключате.лей в виде импульсов положительной или отрицательной полярности.

Основными требованиями, которым должен отвечать импульсный магнитйый кнопочный ключ, являются требования к достаточной величине напряжения генерируемых ключом импульсов и малая зависимость амплитуды напряжения и длительности импульсов от скорости нажатия на его клавишу.

Известны импульсные кнопочные ключи с управлением от постоянных магнитов (Q .

Однако такие ключи не обеспечивают импульсную передачу сигнала, независимую от скорости нажатия кнопки.

Известен импульсный магнитный кнопочный ключ, содержащий корпус с уста-. новочной платой, клавишу, толкатель, пружину возврата, магнитную систему, включающую в себя постоянные магниты, намагниченные встречно, импульсный ферромагнитный датчик, выполненный в виде сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и сигнальной обмоткой, закрепленный на установочной плате корпуса, причем между постоянными магнитами и датчиком имеется зазор $2) .

В конструкции такого импульсного магнитного кнопочного ключа имеется устройство перемещения в виде двух коаксиально расположенных пружин, имеются также магнитные шунты в виде дисков и пары диаметрально противоположно намагниченных кольцевых магнитов, закрепленных на толкателе, что значительно усложняет конструкцию.

8430

Толкатель 2, подпружиненный пружиной 8, может свободно перемещаться в корпусе 1 параллельно его вертикальной оси при приложении внешнего усилия в клавише 9 °

Возврат толкателя 2 в исходное положение осуществляется за счет упругости пружины 8. Магнит 3, закПри использовании в подобных ключах датчиков на основе сердечников с анизотропными магнитными планками, обладающими скачкообразным изменением намагниченности под действием внешнего магнитного поля, необходимость в механизме образования скачкообразного перемещения отпадает, если он не призван выполнять другие функции

:ключа. l0

Цель изобретения — создание импульсного магнитного кнопочного ключа более простой конструкции и улучшение технологичности изготовления.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в импульсном магнитном кнопочном ключе, содержащем корпус с установочной платой, клавишу, толкатель, пружину возврата; магнитную систему, включающую в себя постоянные магниты, 20 намагниченные встречно, импульсный ферромагнитный датчик, выполненный в виде сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и сигнальной обмоткой, закрепленный на установочной плате 25 корпуса, причем между постоянными магнитами и датчиком имеется зазор, введены ло крайней мере одна ферромагнитная шторка, закрепленная на толкателе с возможностью свободного переме- ЗО щения между одним из постоянных магнитов датчиком, а по крайней мере один из постоянных магнитов закреплен на установочной плате корпуса, причем длина шторок и постоянных магнитов соизмерима как между собой, так и с длиной сердечника датчика.

На фиг. 1 показан импульсный магнитный кнопочный ключ, общий вид; на фиг. 2 — то же, другой вариант конструкции.

В корпусе 1 импульсного магнит ного ключа (фиг. 1) из диэлектричес кого материала расположены толкатель

2, на котором жестко закреплены один 45 из магнитов 3 и ферромагнитная шторка 4, установочная плата 5 с закрепленными на ней магнитом 3 и датчиком б, имеется также вкладьпп 7, служащий для упора пружины 8. 50

12 4

iðåïëåííûé на толкателе 2, намагни— чен встречно по отношению к другому магниту 3, закрепленному на плате 5.

Конструкция импульсного магнитного кнопочного ключа согласно другому варианту (фиг. 2) может содержать два неподвижных магнита 3, расположенных на плате 5 совместно с датчиком в одной плоскости и по обе его стороны параллельно продольной оси, а также две шторки 4, расположенные на толкателе 2 на сторонах, обращенных к указанным магнитам.

В импульсных магнитных кнопочных ключах используются датчики б, выполненные на основе сердечника из ферромагнитного материала с прямоуголь— ной петлей гистерезиса и со .скачкообразным изменением намагниченности, 1 например, на основе специальной проволоки P3) содержащей два магнитных домена, один из которых имеет коэрци— тивную силу значительно меньшую, чем второй, т.е. проволока имеет магнитомягкую сердцевину имагнитожесткую оболочку

Для параллельной работы импульсных магнитных ключей и других устройств с использованием датчиков на основе этой проволоки, когда управление производится полями, создаваемыми посто . янными магнитами, необходимо, чтобы длины магнитов и шторок были соизмеримы с длиной сердечника.

Это условие необходимо для достаточного намагничивания и перемагничивания сердцевины сердечника датчика по всей длине и,соответственно, получения с обмотки датчика максимальной амплитуды напряжения импульса.

Используя подобную проволоку в качестве сердечника датчика и магнитную систему предлагаемого ключа, можно последовательно изменять направление намагниченности сердцевины сердечника по всей длине с высокой скоростью, не зависящей от скорости изменения возвоздействующего на датчик магнитного поля. Это в свою очередь, позволяет получать с сигнальной обмотки датчи-. ка электрические импульсы напряжения, не зависящие от скорости нажатия на клавишу переключателя, с высоким отношением сигнал-шум.

Принцип действия предлагаемых импульсных магнитных кнопочных ктпачей состоит в следующем.

В исходном состоянии импульсного магнитного кнопочного ключа магнит843012

Формула изобретения ное поле магнита, расположенного на плате, максимально воздействует на датчик 6 и намагничивает его сердечник (сердцевину и оболочку проволоки) в одном направлении с полярностью, противоположной полярности указанного магнита. При приложении внешнего усилия к клавише 9 величиной, достаточной для перемещения толкателя 2 из исходного положения и ни; 10 жнее, магнитная шторка 4 входит в зазор между неподвижным магнитом 3 и датчиком 6 и устраняет действие магнитного поля магнита на датчик 6. При этом магнитное состояние сердечника 15 датчика 6 под влиянием размагничивающего поля на концах проволоки оболочки и сердцевины претерпевает изменение, Участки небольшой длины на концах сердцевины сердечника прово- 20 локи меняют полярность на противоположную из-за малой коэрцитивной силы. сердцевины, а направление намагниченности основной части длины серд-цевины и оболочки сердечника остаются 25 неизменными. Одновременно магнит 3, закрепленный на толкателе 2, приближается к датчику 6 и его магнитное поле противоположной полярности магнитному полю неподвижного магнита 3 воз- 30 действует на датчик 6. Это приводит к ослаблению влияния магнитного поля оболочки сердечника на его сердцеви ну. Дальнейшее увеличение магнитного

Поля подвижного магнита приводит к ла-35 винообразному перемещению зародышей обратной намагниченности образовавшихся на концах сердцевины сердечника, и соответственно, кпоявлению в сигнальной обмотке датчика 6 полезного им- 40 пульса наведенной ЭДС, к полному перемагничиванию сердцевины сердечника.

При снятии с клавиши 9 магнитного ключа внешнего усилия, толкатель 2 под действием запасенной энергии в пружи- 45 ны 8 возвращается в исходное состояние. Процессы, протекающие при этом в датчике 6, повторяются. В результате воздействия магнитного поля неподвижного магнита 3 на сердечник датб0 чика 6 в его обмотке индуцируется импульс напряжения противоположной полярности по отношению к импульсу, индуцированному датчиком при движении толкателя 2 вниз. 55

Для уменьшения массы подвижного толкателя 2, с закрепленными на нем элементами магнитной системы, что

6 увеличивает механическую стойкость переключателей, (на фиг. 2) приведена конструкция импульсного магнитного кнопочного ключа,- в которой оба магнита 3 закреплены неподвижно, а управление создаваемыми магнитными полями, поочередно воздействующими на датчик б,осуществляется двумя подвижными шторками 4.из магнитомягкого материала, закрепленными на толкателе 2.

В исходном состоянии нижняя шторка 4 шунтируется. Магнитное поле магнита 3, расположенного по одну сторону с ней относительно датчика 6 таким образом, что его действие на датчик

6 незначительно. При этом магнитное поле магнита 3, расположенного по другую сторону от датчика 6, максимально воздействует на последний, насыщая его сердечник, что соответствует исходному состоянию магнитного ключа (фиг. 1)..

При перемещении толкателя 2 вниз верхняя шторка 4 входит в зазор между датчиком 6 и соответствующим магнитом 3, а нижняя шторка 4 выходит из зазора между магнитом 3 и датчиком 6, изменив при этом полярность воздей" ствующего на последний магнитного поля. Происходящие процессы в магнитном ключе при этом идентичны описанным выше для конструкции, изображенной на фиг. 1. При снятии внешнего усилия е клавиши 9 толкатель 2 под действием накопленной энергии в пружине 8 возвращается в исходное состояние, причем при перемещении толкателя 2 вниз генерируется импульс одной полярности, при возвращении в исходное состояние — противоположной.

Амплитуда напряжения выходного импульса, генерируемая магнитными импульсными ключами, может достигнуть в зависимости от длины, диаметра сердеч ника датчика и количества витков его обмотки до 0,5 В и более при длительности импульса до 30 мкс и менее.

Импульсный магнитный кнопочный ключ, содержащий корпус с установочной платой, клавишу, толкатель, йружину возврата, магнитную систему, включающую в себя постоянные магниты, намаг-, ниченные встречно, импульсный ферро84 магнитный датчик, выполненный в виде сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и сигнальной обмоткой, закрепленной на установочной плате корпуса, причем между постоянными магнитами и импульсным:. ферромагнитным датчиком имеется зазор, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции. и повышения технологичности, в него введена по крайней мере одна ферромагнитная шторка, закрепленная на толкателе с возможностью свободного перемещения между одним из постоянных магнитов и датчиком, а по крайней мере один из пос3012 8 тоянных магнитов закреплен на установочной плате корпуса, причем длина ферромагнитных шторок и постоянных магнитов соизмерима как.между собой, так и с длиной сердечника импульсного ферромагнитного датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

io 1. Патент США № 3403386, 340-172,5, 1970.

2. Патент США ¹ 3911429, 340-365, 1976 (прототип).

3. Патент США № 3818465, 340-174, и 1975.

843012 фиг. 2

Составитель А..Пучков .

Редактор В. Матюхина Техред T.Маточка Корректор М Шарову

Заказ 5139 71 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,