Индуктосинный датчик перемещения

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2793172/25-28 (51) М К с присоединением заявки №вЂ”

G 01 В 7/00

Гесуддрстеенный кемнтет (23) Приоритет— но делам нзабретеннй н еткрмтнй (53) УДК 621.317, 39 531 71 (088 8) Опубликовано 23.08.81. Бюллетень №31

Дата опубликования описания 28.08.81 (72) Авторы изобретения

В. Д. Кравченко, С. Г. Гелецян и Э. Л. Егиазарян

Всесоюзный заочный машиностроительный институт (7l) Заявитель (54) ИНДУКТОСИННЫЛ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных или угловых перемещений или наложения подвижных элементов исполнительных механизмов различного вида.

Известны индуктосинные датчики линейных или угловых перемещений, содержащие относительно подвижные элементы с размещенными на них обмотками, выполненными из электропроводного материала с использованием методов фотолитографии или интегральной технологии. Электропроводные обмотки наносятся на изоляционньге подложки или подслои, образованные на "рабочих поверхностях относительно подвижных элементов индуктосинных датчиков (1) и (2).

Однако при изготовлении электропроводных обмоток, например медных, методом фотолитографии, индуктосинные датчики перемещений из-за эффекта «подтравливания» имеют ограниченную разрешающую способность, обусловленную ограничениями в минимально возможной ширине радиальных или плоскик ироводников обмоток. При использовании методов интегральной технологии точность изготовления обмоток выше, однако технология изготовления достаточно сложна и используется, в основном, для выполнения многослойных обмоток.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является индуктосинный датчик перемещений, содержащий относительно подвижные элементы с размещенными на них плоскими электрическими обмотками (3) .

Эти обмотки изготовлены из меди методом фотолитографии, так что ширина проводников обмотки из-за эффекта «подтравливания» не может быть выполнена менее

0,1 мм, что ограничивает разрешающую способность датчика. Кроме того, входное сопротивление датчика (активное сопротивление его обмотки, подключаемой к источнику питания) достаточно мало, так как она изготовлена из меди, что снижает помехозащищеннсть датчика.

Цель изобретения — повышение точности датчика путем повышения его разрешающей способности и помехозащищенности.

2В Для достижения поставленной цели относительно подвижные элементы датчика выполнены из полупроводникового материала одного типа проводимости, а обмотки вы857703

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7221/65 Тираиг642 Подписное

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полнены в приповерхностных слоях этих элементов из того же полупроводникового материала другого типа проводимости.

На чертеже представлена конструктивная схема индуктосинного датчика перемещений в его круговом исполнении.

Датчик содержит установленный на валу 1 подвижный элемент 2 (ротор), совершающий угловое перемещение относительно неподвижного элемента 3 (статора), который выполнен в виде двух дисков, размещенных по обе стороны от подвижного элемента 2. Оба относительно подвижных элемента 2 и 3 выполнены из полупроводникового материала одного типа проводимости. На обращенных один к другому поверхностных слоях этих элементов 2 и 3 размещены обмотки 4 и 5 датчика, выполненные из того же полупроводникового материала, что и элементы 2 и З,но имеющие другой тип проводимости. Таким образом, проводники обмоток 4 и 5 датчика оказываются изолированными от тела элементов 2 и 3 посредством р-и переходов, образующихся в местах стыка полупроводниковых материалов с различным типом проводимости и имеющих очень высокое электрическое сопротивление, порядка нескольких МГОм. Выводы 6 обмоток 4 и 5 и различные межсекционные соединения и перемычки 7 выполнены электропроводными.

Индуктосинный датчик перемещений работает при подключении его входной обмотки, например, 4, размещенной на неподвижном элементе 3, к источнику питания (не показан) и при вращении его подвижного элемента 2 в обмотке 5 индуктируется

ЭДС, амплитуда и фаза которой зависят от перемещения элемента 2.

Благодаря тому, что обмотки 4 и 5 датчика выполнены из полупроводниквого материала, их активное сопротивление значительно превышает активное сопротивление известных датчиков с медными обмотками, вследствие чего облегчается подавление помех в датчике, так как полезный сигнал в нем значительно превышает помехи по амплитуде. Таким образом, повышается помехозащищенность датчика. Кроме того, за счет отсутствия «подтравливания» при изготовлении обмоток датчика из полупроводникового материала с использованием известных методов интегральной технологии, аналогичных методам изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, может быть достигнута предельная минимально возможная ширина проводников обмотки в

1 — 2 мкм на 1 мМ длины, что позволяет в тех же габаритах повысить точность датчика в несколько раз и использовать его не только для измерения перемещений, но также и для контроля малых скоростей перемещения.

Индуктосинный датчик перемещения, содержащий относительно подвижные элементы с размещенными на них плоскими электрическими обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, относительно подвижные элементы датчика выполнены из полупроводникового материала одного типа проводимости, а обмотки выполнены в приповерхностных слоях этих элемента тов из того же полупроводникового материала другого типа проводимости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Игнатов В. А. Электрические машины переменного тока интегрального изготовления. М вЂ” Л., «Энергия», 1975, с. 20 — 25.

2. Авторское свидетельство СССР № 446741, кл. G 01 В 7)00, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР № 490151, кл. G 08 С 9/04, 1972 (прототип).