Магнито-транзисторный датчик углового положения

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„,Я59121 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 15.12.80 (21) 3217727/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл э

G 08 С 9/04

Гасударственный кеннтет

CCCP (53) УДК681 325 (088.8) Опубликовано 15.09.82. бюллетень № 34

Дата опубликования описания 15.09.82

Ilo делан нзобретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

1О. И. Ковалев и В. Д. Тулупов (71) Заявитель

Московский ордена, Ленина энергетический институт (54) МАГНИТО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК

УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическому контролю положения вращающегося объекта, в частности к устройствам для индикации положения ротора двигателя, и может быть использовано в качестве датчика положения ротора вентильной машины.

Известен индуктивный датчик положения ротора, содержащий в качестве чувствительных элементов насыщающиеся сердечники, согласующий трансформатор, усилительдемодулятор на транзисторах, ключ-выпрямитель, конденсатор и сигнальный элемент (1).

Недостатками этого датчика являются его невысокие чувствительность и точность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магнито-транзисторный датчик углового положения, содержащий блокинг-генератор, выполненный на транзисторе, неподвижный элемент которого представляет собой Ш-образный сердечник с обмотками, одна из которых включена в коллекторную, а другая, двухсекционная вЂ” в базовую цепи транзистора, и подвижные элементы, расположенные на валу (2).

Недостатками такого датчика также являются невысокие точность и чувствительность.

Цель изобретения вЂ” повышение точности и чувствительности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик, .содержащий основной блокинггенератор с неподвижным и подвижным ферромагнитными элементами магнитной цепи и вал, на котором расположены подвижные ферромагнитные элементы магнитной цепи, введены модулятор и дополнительные блокинг-генераторы, соединенные параллельно с основным,к общей точке которых подключен модулятор, подвижные ферромагнитные элементы магнитной цепи основного блоки нг-генератора являются общими для всех блокинг-генераторов, а неподвижные ферромагнитные элементы блокинг-генераторов расположены по .окружности в плоскости размещения подвижных ферромагнитных элементов.

На фиг. 1 изображена схема магнитотранзисторного датчика углового положения; на фиг. 2 вЂ” пример расположения подвижных и неподвижных ферромагнитных элементов.

959121

Предлагаемый датчик содержит блокинггенераторы 1, каждый из которых состоит из обмотки 2 положительной обратной связи, обмотки 3 отрицательной обратной связи, обмотки 4, резисторов 5 и 6,конденсатора 7, резисторов 8 и 9, диода 10, транзистора 11 и неподвижного ферромагнитного элемента

12 магнитной цепи, неподвижные ферромагнитные элементы 13 и 14 магнитной цепи, вал 15 и модулятор 16 (может быть выполнен на резисторе), который служит для модуляции постоянного напряжения питания высокочастотной-переменной составляющей.

Обмотки 2 и 3 обратной связи расположены на крайних стержнях Ш-образного сердечника, являющегося неподвижным ферромагнитным элементом 12 (фиг. 2), а на среднем стержне того же сердечника находится обмотка 4.

Подвижные элементы 13 и 14 представляют собой ферромагнитные полукольца, расположенные на валу 15 так, что при его вращении поочередно частично перекрывают зазор между средним стержнем элемента 12 и одним из его крайних стержней.

Количество блокинг-генераторов 1 определяется необходимой точностью преобразования.

Датчик работает следующим образом.

При вращении вала 15 элементы 14 и 13 поочередно частично перекрывают воздушный зазор между одним из крайних и средним стержнем элемента 12, что приводит к возникновению в блокинг-генераторе 1 либо положительной обратной связи, либо отрицательной. Допустим, что действует отрицательная обратная связь по переменному току. Транзистор 11 открыт током от источника питания через резисторы 5, модулятор 16, обмотки обратной связи 3 и 2, переход база-эмиттер транзистора 11. .Сигналы на выходе блокинг-генератора 1 отсутствуют.

Для перевода блокинг-генератора 1 в режим релаксации при повышенных требованиях к точности и чувствительности датчика необходимо в его обмотках 2, 3 и 4 создавать принужденные высокочастотные пульсации токов. В этом случае режим релаксации блокинг-генератора 1 начинается после установления положительной обратной связи по переменному току с задержкой не более одного периода частоты колебаний модулятора 16.

В предложенном датчике модулятором 16 является резистор, последовательно включенный между общей точкой блокинг-генераторов 1 и источником постоянного на4 пряжения (на фиг. 1 не показан). Поскольку элементы 12 расположены по окружности, а подвижные ферромагнитные элементы 13 и 14 представляют собой полукольца, то в любой момент времени в режиме релаксации

5 находится, по крайней мере, один блокинггенератор 1. Суммарная нагрузка датчика, а значит и падение напряжения на модуляторе 16 всегда имеет переменную составляющую, которая приводит к пульсациям токов в обмотках 2, 3 и 4 тех блокинггенераторов 1, где в данный момент действует отрицательная обратная связь по переменному току.

Частота релаксации блокинг-генераторов 1 составляет более 105 Гц, поэтому точность датчика достаточно высока.

Перестраивая модулятор 16, а значит амплитуду пульсаций переменной составляющей напряжения источника питания, можно добиться максимальной чувствительности датчика.

Рабочие сигналы, представляющие собой серии высокочастотных импульсов, по форме близких к прямоугольным, снимаются с коллекторов транзисторов блокинг-генераторов 1.

Формула изобретения

Зо Магнито-транзисторный датчик углового положения, содержащий основной блокинггенератор с неподвижным и подвижным ферромагнитными элементами магнитной цепи и вал, на котором расположены подвижные ферромагнитные элементы магнитной цепи, З отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности датчика, в него введены модулятор и дополнительные блокинг-генераторы, соединенные параллельно с основным, к общей точке которых под4„ключен модулятор, подвижные ферромагнитные элементы магнитной цепи основного блокинг-генератора являются общими для всех блокинг-генераторов, а неподвижные ферромагнитные элементы расположены по окружности в плоскости размещения

45 подвижных ферромагнитных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 658674, кл. G 08 С 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 596992, кл. G 08 С 9/04, 1976 (прототип).

959121

4ь2. 1

Составитель Е. Бударина

ТехредА. Бойкас Корректор О. Билак

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о гкрытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4