Магнитоуправляемый датчик линейных перемещений и нагрузок

О П И-.АЙИ" ЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ттт 54013 Сотов Советских Социалистических Республикодновременном увеличении линейности характеристики.Достигается это тем, что датчик содержит две газоразрядные трубки, выполненные, например, в форме незамкнутых торов, при этом оси трубок расположены в двух параллельных плоскостях, а в пространстве между газоразрядными трубками установлен постоянный магнит, имеющий, например, форму тора и выполненный с возможностью перемещения вдоль оси, перпендикулярной упомянутым плоскостям.Газоразрядные трубки выполнены из прочного диэлектрика, имеют катод и анод и заполняются инертным газом до давления, обеспечивающего существование низкотемпературной плазмы отрицательного свечения тлеющего разряда при напряжении горения 160 - 180 в. Производимое перемещение магнита относительно разрядных трубок (от одной удаляется, к другой приближается) существенно меняет проводящие свойства плазмы отрицательного свечения. Токовый прибор, включенный в дифференциальную схему разрядных трубок, дает четкое показание разности разрядных токов Л 1, которая линейно зависит от перемещения магнита.Фиг, 1 и 2 иллюстрируют работу предлагаемого магнитоуправляемого датчика. ГосУдаРстеенный котиитет т 23) ПриоритетСовета Министров СССР Изобретение относится к магнитоуправляемым датчикам линейных перемещений, приГменяемых в автоматике и может быть использовано в качестве первичного преобразователя динамических и статических нагрузок в цифровые значения.Известны газоразрядные датчики для измерения линейных величин, в которых в цепи коронного разряда имеется ряд электродов и индикатор разрядного тока 1. 10Однако точность измерения линейных величин и надежность таких датчиков зависят от изменения условий окружающей среды и ее состава. Эта зависимость и сложность конструкции ограничивают применение этих дат чиков в водной среде и высоких слоях атмосферы.Наиболее близким к изобретению техническим решением является магнитоуправляемый датчик линейных и угловых перемещений и 20 нагрузок, содержащий герметичный корпус с установленными внутри него электродами и постоянный магнит. Этот датчик выполнен в виде двойного лучетвого триода и имеет весьма малый диапазон измеряемых перемещений 25 (порядка 1 мм) и нелинейную характеристику 21.Цель изобретения - увеличение диапазона оспринимаемых датчиком перемещений при одяжин и Н, В, Васильев3Основными элементами датчика являются газоразрядные трубки 1, 2 одинаковой геометрии (см. фиг. 1), выполненные из вакуумно плотного прочного диэлектрика и магнита 3 с большой остаточной намагниченностью. Вмонтированные в разрядные трубки электроды (анод и катод) имеют выводы к токовому прибору 4 и источнику напряжения 5, которые могут находиться на любом расстоянии от датчика. Магнит 3 имеет форму тороида прямоугольного сечения и своей внутренней частью крепится на держателе 6 (см, фиг. 2), который закреплен на цилиндрическом стакане упругого элемента 7.Процесс измерения линейных перемещений, 15 возникающих за счет деформации упругого элемента под влиянием нагрузок, происходит следующим образом, При включении постоянного напряжения (160 - 180 В) на электроды газоразрядных трубок 1, 2 в них устанавливается стационарный тлеющий разряд (см. фиг, 2). Геометрия газоразрядных трубок и давление заполняемого газа подобраны таким образом, чтобы большую часть разрядного промежутка занимала зона отрицательного свечения. При этих условиях разряд потребляет минимум энергии, Г 1 ри нейтральном (среднем) положении магнита разрядные токи в трубках 1 и 2 будут одинаковыми и то-ковый прибор 4, включенный по дифференци- до альной схеме (см. фиг. 1) не будет отмечать между ними разность (Ь 1=0). Хорошо известно, что под действием магнитного поля электроны и ионы резко меняют траекторию своего,движения, Отрицательное свечение очень З 5 чувствительно к изменению своих формы и размеров, вследствие чего сильно меняется проводимость разрядного промежутка и величина разрядного тока.Положительные ионы и электроны отрица п тельного свечения, попадая под действием силы Лоренца на стенки разрядной трубки, рекомбинируют, не участвуя в переносе электрического тока. В результате этого ток разуяда будет уменьшаться. Это свойство используется в контролирующем устройстве предлагаемого датчика. Г 1 риближение магнита 3 под действием упругого элемента к разрядной трубке 1 вызовет в ее объеме увеличение магнитного потока, вследствие чего разрядный ток 1 уменьшается, Удаление магнита 3 от разрядной трубки 2 создает увеличение разрядного тока 2. Тогда токовый прибор 4 измерит разность токов Ь 1 0 и позволит найти величину перемещения и приложенной нагрузки. Экспериментально установленная зависимость разрядного тока от перемещения магнита показала хорошую линейность, что позволяет легко производить градуировку токового прибора.Формула изобретенияМагнитоуправляемый датчик линейных перемещений и нагрузок, содержащий герметичный корпус с установленными внутри него электродами и постоянный магнит, отл ич аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения диапазона воспринимаемых датчиком перемещений при одновременном увеличении линейности характеристики, он содержит две газоразрядные трубки, выполненные, например, в форме незамкнутых торов, при этом оси трубок расположены в двух параллельных плоскостях, а в пространстве между упомянутыми,газоразрядными трубками установлен постоянный магнит, имеющий, например, форму тора и выполненный с возможностью перемещения вдоль оси, перпендикулярной упомянутым плоскостям.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР, М 9 300748 М. Кл.2 б 01 В 7/04 от 30.04. 1969 т.2, Заводская лаборатория, 1968 г., т. 34, М 2 5, стр. 613 - 615 (прототип).Корректор Е. Хмеле Изд.359 Государственного по делам изоб 3035, Москва, Ж Заказ 2937/13ЦНИИ Тираж 864комитета Совета Минпстретений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5 Подписн ппография, пр. Сапунова Составитель А. ЛобаРедактор Е. Гончар Техред А, Камышнико