Устройство для измерения угла поворота вала

Сфюэ Сфветских Социалистических Республик0277 Б АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ олнительное к авт. сви 22) Заявлено 12 р 4.76 (21) 2346018/18-28 1) М, Кл. Ь 018 7/ с при инением заявки(23) Приорит ввударатеаааи 1 веанетВваата манввтрас асере) рая иирииих лщип 1:531,74 (088.8) ликовано 150428,6 то опубликования опис етень Я 21,03.7) Заявитель ТРОИСТВО Я ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТААЛА 2обоих плеч магниторезнстора. При вращении якоря магнитный поток, перемещаясь вдоль магниторезистора, иэменяесопротивление плеч последнего, что приводит к изменению напряжения на входедатчика в функции угла поворота.Известно, что устройства на магниторезисторах имеют нестабильные характеристики, зависящие от температуры,которая обычно компенсируется путемвключения в цепь магниторезнсторатерморезисторов. Однако использованиетерморезисторов в подавляющем большинстве случаев не приводит к требуемой степени термокомпенсации, таккак терморезйсторы имеют зависимостьсопротивления от температуры, не сов"падающую с той же характеристикой магниторезистора. Кроме того, терморе зисторы имеют значительный разбросот номинального .значения сопротиния, что приводит к необходимостцнального подбора терморезисторокаждого устройства для измеренияворота вала.Отсюда следует, что недостаткомизвестного устройства является относительно большая нестабильность еговыходного напряжения, в функции темпе ратуры. Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения угла поворота вала.Известны ан оговые измерилового положен вала, содержнтореэисторы или генераторын ф)Недостатком таки телей является их низкая темп я стабиль"ность.Наиболее близким технинием к Предлагаемому изобется устройство для измерворота вала, которое содеи усилитель 33.Датчик выполнен в виде магниторезистора со средней точкой и расположен в зазоре магнитопровода. Один изкрайних выводов магниторезистора подсоединен ко входу усилителя. Выходусилителя является выходом устройства. Питание подается на крайние выводы магниторезистора, а напряжение,снимаемое между средней точкой и однимиэ крайних выводов магнитореэистора,поступает на вход усилителя,Магнитную цепь замыкает закрепленй на оси якорь, выполненный в видента. Шаг винта равен суммарной длин тели угащие магХолла 11 ал ия х иэмери ературна ческим решеретению явля- ения угла поржит датчик элеи спев для угла 25 по ны .ви еК(Р)тйУ) "1 где Х 1(Р) и Хгг) - соответственноимпедансй на входе и в цепи обратной связи операционного усилителя, а также, учитывая, что все элементы схемы (фиг. 1) - чисто активные, получаем20,"а+э я э30кв- )4))4Поскольку коэффициент передачи усилителя, охваченного обратной связьюзависит от сопротивления магниторезистора 3 (Я 4), то,подбирая соответствующим образом соотношения резисторов-"к можно обеспечить незначитель 5 Рную зависимость выходного напряженияустройства от температуры. Щ Формула изобретения Устройство для измерения угла по)5 ворота вала, содержащее усилитель идатчик, выполненный в виде магниторезистора со средней точкой и расположенный в зазоре магнитопровода, один из крайних выводов магниторезистора 50 подключен к общей шине, средняя точкамагнитореэистора подсоединена ко входу усилителя, а выход усилителя является выходом устройства, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения термостабильностиг датчик снабжен идентичным дополнительным магниторезистором, расположенным в зазоре магнитопровода рядом с основным магнитореэистором и одинаково с ним ориентированным, усилитель выполнен в виде операционного усилителя с цепью обратной связи, состоящей из двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения резисторов подключена к одному из крайних выводов дополнительного магниторезистора, другой крайДля повышения термостабильности впредлагаемом устройстве датчик снаб"жен идентичным дополнительным магнитореэистором, расположенным в зазоремагнитопровода рядом с основным магнитореэистором и одинаково с иим ориентированным, усилитель выполнен в видеоперационного усилителя с цепью обратной связи, состоящей иэ двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения резисторов подключенак одному иэ крайних выводов дополнительного магнитореэистора, другойкрайний вывод которого соединен собщей шиной.Такое выполнение устройства поэвопяет значительно уменьшить темпера-"турную погрешность (примерно до 0,5,вместо 2 в известном устройстве) .Благодаря этому существенно повышается точность устройства для измерения угла поворота.На Фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемогоустройства; на Фиг, 2 - конструкциямагниторезистивного датчика угла.Устройство для измерения угла поворота вала содержит магниторезистивный датчик 1 угла, в зазоре магнитопровода которого размещен на подложкемагниторезистор 2 и дополнительныймагниторезистор 3. Средняя точка магииторезистора 2 через масштабный резистор 4 ( Я ) подключена на вход опера 1ционного усилителя 5. Операционныйусилитель 5 охвачен цепью отрицатель"ной обратной связи, состоящей иэ последовательно соединенных резисторов 6(Я ) и 7 () . К точке соединениярезисторов 6 й 7 подключен один изкрайних выводов магниторезистора 3( Я 4 ) г другой крайний вывод которогосоецинен с общей шиной. Резистор 7 имагниторезистор 3 образуют делитель напряжения, Выход усилителя 5 являетсявыходом устройства.При повороте якоря магниторезистивного датчика изменяется сопротивлениеплеч основного магниторезистора, т.е.участков между крайними выводами исредней точкой, и то время как общеесопротивление между крайними точкамикак основного, так и дополнительногомагниторезисторов постоянно и от углового положения якоря не зависит. Поскольку дополнительный магниторезисторвключен в схему своими крайними выводами, его сопротивление зависит только от температуры и не зависит отугла поворота,Таким образом, при повороте якорядатчика на входе усилителя появляетсясигнал Ц а на выходе его - сигналЪхг,1)вц=-КЬв, где К - коэффициент пеРедачи усилителя,При воздействии температуры изменяется сопротивление магнитореэистора 2, что приводит к изменению .напря-. жения на входе усилителя 5. Одновременно по тому же закону изменяется и величина сопротивления магниторезистора 3.учитывая, что передаточная Функция К ( р ) операционного усилителя с достаточно большим коэффициентом передачи и с глубокой отрицательной обратной связью описывается соотношением К Рэ1 1 г а г+э+(г)4 Е (3) Подставляя (2) в (3), находим,что602772 ний вывод которого соединен с общейшиной,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР9 488056, кл. Я 01 В 7/30, 1973. Г ) С а Составитель С. крцТехоед 3. ФантТирам 872комитета Совета Инретений н открытиРаиаская наб., д.Вгетеетюег. Уагород, ул. Про бол Л но Редактор Заказ 18 ЦНИ3/35ПИ Гос 35 Иос 5ектная, 4 Фил П рственногоделам иэоква ЖЛфПатеит,2. Авторское свидетельство СССР М 456136, кл. 6 01 В 7/30, 1973.ЭЗВоМе ив 3 Р.Нн ГеЯрРойекроеи 6 оее 1 еп 1 он 1 аЮоь меая 3 еаег ЮЫега 1 акд беаеыь-ЕейооЬлй 47, 1973 с.пф491-498. пникКорректор ЛПодписноеистров СССР