Преобразователь линейного перемещения в код

 

Государственный квинтет вв делам взобретенмй в етврмтвв

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 963039 (61) Дополмительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 04. 81 (21) 3271109/18-24 (У ) М Кд 3

G 08 С 9/.0.4 с присоединением залвкм 89 (23) Приоритет

РЙУДК 681.325 (088.8) Опубликовано 30.09. 82.Бюллетень É9 36

Дата опубликования описания 30.09.82 (72) Автор. изобретения

Р.М. Ахметдинов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В КОД

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в электрический дискретный сигнал, а именно к преобразователям линейного перемещения в код.

Известно устройство,для измерения перемещений, содержащее неподвижный тороидальный магнитопровод с радиальной прорезью .и с обмотками, включенными в схему блокинг-генератора, делитель напряжения, усили тель-формирователь и подвижный дискретный элемент )1).

Недостатком известного устроиства является низкая точность и сложность схемы. Низкая точность объясняется тем, что, когда по нагрузке протекает ток, соответствующий высокому логическому уровню, т..е. логической единице, иа входе усилителяформирователя действует высокочастотный сигнал, вырабатываемый блокинггенератором, следовательно, ток на нагрузке, соответствующей уровню логической единицы представляет собой амплитудно модулированный сиг" ., нал, а сигнал логического нуля на нагрузке может быть значительно выше нуля, так как из-за плохой помехозащищенности тороидального магнито-. провода высокочастотные внешние магнитные поля могут навести ЭДС поме5 хи в обмотках блокин -reHepaTopai a это может привести к полному открытию транзисторов, усилителя-формирователя или к увеличению уровня логического нуля на нагрузке. Перечисленные выше факты могут послужить причиной ложного срабатывания последующих цифровых устройств. Точность преобразования этого устройст ва ограничивается еще толщиной то+ роидального магнитопровода, уменьшение которой ниже некоторой величины приводит к потере механической жесткости. Кроме того, известное устройство характеризуется сложным схемным решением и в нем испольэует2О ся большое количество радиоэлементов, что усложняет преобразователь в целом и при этом снижает его надежность.

Наиболее близким по своему техни25 ческому решению к предлагаемому является преобразователь линейного перемещения в код, содержащий неподвижный магнитопровод, в котором выполнены пазы в диаметральной плос30 кости, в которых уложены обмотки под1

Специальное конструкторско-технологичЦЬкое бюро

Всесоюзного промыаленного объединения:

"Союэнефтемашремонт"

963039 магничивания, перемагничивания и считывания, и подвижный кольцевой элемент, который так же, как и неподвижный магнитопровод, выполнен из чередующихся ферромагнитных и диамагнитных пластин равной, ширины (2J, В таком преобразователе для формирования выходного сигнала используют усилители с релейной характеристикой.

Недостаток этого преобразователя линейного перемещения в код состоит в сложности конструктивного выполнения и в сравнительно невысокой точности из-за недостаточной помехозащищенности тороидального подвижного элемента.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейного перемещения в код, содержащем усилитель-формирователь, неподвижный тороидальный магнитопровод с обмотками подмагничивания, обратной связи и считывания, подвижный элемент. расположенный внутри неподвижного тороидального магнитопровода, подвижный элемент и неподвижный тороидальный магнитопровод выполнены из чередующихся пластин равной толщины из ферромагнитного и диамагнитного материалов, в неподвижном тороидальном магнитопроводе выполнены перемычки, расположенные диаметрально, на одной из которых расположена обмотка подмагничивания, на другой— обмотки считывания и обратной связи подключенные к соответствующим входам усилителя — формирователя.

На чертеже схематически изображен преобразователь перемещения в код.

Преобразователь линейного перемещения в код содержит неподвижный тороидальный магнитопровод 1, набранный из чередующихся кольцевых пластин 2 из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) и кольцевых пластин иэ диамагнитного материала, выполненных с четырьмя пазами 4 на внутренней и внешней поверхностях магнитопровода 1 в одной диаметральной плоскости и образующих перемычку 5, которую охватывает обмотка 6 подмагничивания, и перемычку 7, которую охватывает обмотка 8 считывания и обмотка 9 обратной связи, усилитель-формирователь 10, выполненный на транзисторе 11, в коллекторную и эмиттерную цепь которого включены резисторы 12 и 13, подвижный дискретный элемент 14, состоящий из чередующихся между собой кольцевых пластин 15 из ферромагнитного материала и кольцевых пластин 16 иэ диамагнитного материала. Толщины пластин 2, ка Ф, которая приводит к уменьшению . в перемычке 7 индукции и наведению, 40 в базовой обмотке 9 ЭДС, запирающей

5

2S

3, 15 и 16 выполнены одинаковыми, а дискретный элемент 14 установлен внутри неподвижного магнитопровода 1 с возможностью перемещения.

Преобразователь работает следующим образом.

Обмотка 6 подмагничивания запитывается постоянным током. Магнитный поток Ф,, создаваемый обмоткой.б, доводит перемычки 5 и 7 кольцевых пластин 2 из ферромагнитного материала с ППГ до состояния магнитного насыщенИя. При перемещении дискретного элемента 14 периодически наступает такой момент, когда пластины 2 входят в зацепление с пластинами 15 из ферромагнитного материала,и в последних возникает магнитный поток Ф, который снижает индукцию в перемйчке

7, при этом в обмотке 9 возникает небольшая ЭДС, приоткрывающая транзистор. Коллекторный ток, возникающий в этот момент, протекая по обмотке 8, создает магнитные потоки

Ф и (DN при этом скорость изменения индукции в перемычке 7 возрастает, а вместе с ней возрастает ЭДС в обмотке 9 и коллекторный ток транзистора 11. Этот процесс приводит к ускоренному перемагничиванию перемычки 7 до состояния с индукцией насыщения. Когда перемагничивание заканчивается, ЭДС в базовой обмотке 9 падает до нуля, а падение напряжения на резисторе 13, создаваемое током эмиттера транзистора 11, призапирает его, при этом уменьшается коллекторный ток, а следовательно, и величина Магнитного пототранзистор 11. Происходит лавинообразный процесс, при котором запирается транзистор 11, исчезают магнитные потоки Ф и Ф„ и перемычка 7 магнитным потоком Ф„ доводится до состояния насыщения. При дальнейшем перемещении дискретного элемента пластины 2 выходят из зацепления с пластинами 15, исчеза т магнитный поток Ф» и перемычка 7 доводится

1 до состояния насыщения, а возникающая при этом ЭДС в обмотке 9 надежно запирает транзистор 11. Таким образом, при перемещении дискретного подвижного элемента 14 на выходе усилителя-формирователя 10 возникают импульсы ЭДС, число которых пропорционально координате дискретного подвижного элемента 14 .

Такое выполнение преобразователя повышает точность преобразования, так как улучшает форму импульсов на выходе преобразователя за счет применения в усилителе-формирователе глубокой положительной обратной свя963039

Формула изобретения

Составитель Е. Бударина

Редактор Н. Безродная Техред А.Бабинец Корректор Н. Король.

Заказ 7521/74 Тираж 642 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 зи при формировании переднего фронта импульсов и глубокой отрицательной обратной связи при формировании заднего фронта импульса и ферромагнитного материала с ППГ, а выполнение неподвижного магнитопровода и дискретного подвижного элемента наборными из пластин ферромагнитного и диамагнитного материалов увеличивает разрешающую способность преобразователя.

Преобразователь линейного перемещения в код, содержащий усилительформирователь, неподвижный тороидальный магнитопровод с обмотками подмагничивания, обратной связи и считывания, подвижный элемент, расположенный внутри неподвижного тороидального магнитопровода, подвижный элемент и неподвижный тороидаль. ный магнитопровод выполнены из чередующихся пластин равнрй толщины иэ ферромагнитного и диамагнитного материалов, отличающийся тем, что с целью повышения точности преобразователя, в неподвижном тороидальном магнитопроводе выполнены . перемычки, расположенные диаметрально, на одной иэ которых расположена обмотка подмагничивания, на другой — обмотки считывания и обратнОй связи, подключенные к соответствующим входам усилителя-формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .9 726416, кл, С 01 В 7/00, 1978;

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3007696/18-24, кл. G 08 С 9/04, 1980 (прототип).