Электромагнитный датчик положения перемещающегося объекта

Своз Советских Социалистицвских Реслублик(22) Заявлено 09.0 с присоединением за (23) Приоритет -Опубликовано Дата опублико 21) 2568113/18-10 вки-Гасударственный квинтет СССР ав делам нзвбретвннй н вткрытнй, А, Шишенков и Н. А. Шищенко Государственный проектно-конструкторскийнаучно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности 71) Заявител) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЛ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРЕМЕЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА включенных диод резистор включен ками, каждый с анодом одного общая точка кото транзистора.На чертеже и нения устройства ример выполедставл Устройство содержит магнитопроводы 1 и 2 дифференциально-трансформаторного преобразователя с первичными обмотками 3 и 4, соединенными через сопротивление 5, и сигнальные обмотки 6 и 7, соединенные последовательно встречно и через резисторы 8 и 9 подключенные на вход транзистора 10, два дополнительных встречно включенных диода 11 и 12, причем встречно включенные диоды 11 и 12 подключены параллельно дополнительному сопротивлению 5, а точка соединения между собой диодов 11 и 12 присоединена к эмиттеру транзистора 1 О усилителя. Коллектор транзистора 10 через диоды 13 и 14 соединен с концами первичных обмоток 3 и 4, подключенных к источнику питания переменного тока 15.Датчик работает следующим образом. 1Устройство относится к измерительнойтехнике, в частности к техническим средствам бесконтактного получения информациио позиционном положении перемещающихсяобъектов,Известен электромагнитный датчик положения движущегося объекта, используемыйв устройстве направленного счета шахтныхвагонеток. Этот датчик выполнен по схемедифференциально-трансформаторного преобразователя, охваченного положительнойобратной связью, благодаря чему достигает Ося высокая чувствительность и быстродействие 11.Недостатком этого устройства являетсято, что при использовании такого датчикав условиях взрывоопасной среды необходимоуменьшение величины потребляемого тока,что ведет к уменьшению величины выходногосигнала и чувствительности датчика.Целью изобретения является уменьшениепотребляемой мощности без уменьшениякоэффициента преобразования и чувствитель 20ности электромагнитного датчика,Цель достигается тем, что в электромагнитный датчик введены дополнительныйрезистор и два дополнительных встречно а, причем дополнительныи между первичнымн обмотыход резистора соединен из дополнительных диодов, рых подключена к эмиттеруПри отсутствии или симметричном расположении контролируемого объекта, обладающего ферромагнитными свойствами, относительно магнитопроводов 1 и 2, вследствие электромагнитной симметрии цепей обмоток 3 и 4 разностный сигнал на выходе встречно включенных обмоток 6 и 7 практически равен нулю. При этом величина тока, потребляемого от источников питания, ограничивается не только комплексным сопротивлением первичных обмоток 3 и 4, но и дополнительным сопротивлением 5. Нулевой сигнал недостаточен для отпирания транзистора 10, поэтому он находится в режиме отсечки и велико сопротивление его коллектор-эмиттерного перехода. Появление объекта, обладающего ферромагнитными свойствами, например, в зоне магнитопровода 1, изменит его магнитное сопротивление и тем самым нарушит равновесие системы. В результате ЭДС обмотки 6 будет превалировать над ЭДС обмотки 7. 2 о Разностный сигнал в положительный полу- период питающего напряжения выведет транзистор 10 из режима отсечки на участок усиления. Вследствие этого уменьшившееся сопротивление коллектор-эмиттерного перехода транзистора 1 О через диоды 13 и 1125 станет шунтировать цепь последовательно соединенных дополнительного сопротивления 5 и обмотки 4. Это вызовет еще больший разбаланс системы и увеличение разностного сигнала на входе транзистора 10, который зо вследствие лавинообразности процесса переходит в режим насыщения и тогда рост коллекторного тока прекращается. Следовательно в этот момент коллектор-эмиттерный переход транзистора 10 полностью шунтирует цепь сопротивления 5 и обмотки 4, и напряжение питания источника 15 компенсируется противо ЭДС обмотки 3, вызванной лавинообразным изменением тока. Вследствие того же явления амплитуда выходного сигнала обусловлена величиной вторичной ао ЭДС обмотки 6, соответствующей всему напряжению источника, приложенному к обмотке 3. Поскольку в режиме насыщения рост тока через транзистор прекращается, то вызванная этим изменением тока ЭДС обмотки 6 резко изменяется и транзистор 1045 вновь переходит в режим отсечки, При сохранении первоначального разбаланса от присутствия контролируемого объекта этот процесс повторяется многократно во все положительные полупериоды питающего 5 ю напряжения. При подходе объекта контроля 4к магнитопроводу 2 аналогичный процесс происходит в отрицательные полупериоды питающего напряжения. Однако в этом случае коллектор-эмиттерный переход через диоды 12 и 14 шунтирует цепь обмоток 3 и дополнительного сопротивления 5.Как видно из работы схемы, амплитуда выходного сигнала определяется величиной питающего напряжения, а потребляемый ток уменьшен введением дополнительного сопротивления, В режиме генерации, вследствие скачкообразных переходов транзистора из режима отсечки в режим насыщения и обратно, вызванные импульсные изменения тока через обмотки 3 и 4 создают в них значительные противо ЭДС, компенсирующие прикладываемое напряжение источника. Поэтому даже в режиме шунтирования среднее значение потребляемого тока не увеличивается. Поскольку в зависимости от положения объекта контроля относительно магнитопроводов 1 и 2 генерация выходного сигнала происходит соответственно в положительный или отрицательный полупериоды, то есть последующим фазочувствительным разделением сигналы можно посылать на раздельные нагрузки.Формула изобретенияЭлектромагнитный датчик положения перемещающегося объекта, содержащий дифференциальный магнитопровод с последовательно соединенными первичными обмотками возбуждения, подключенными к источнику переменного тока, и встречно включенными вторичными обмотками, выходы которых через резисторы соединены с базой транзистора эмиттер которого подключен к выходу вторичной обмотки, а коллектор - к анодам двух диодов, катоды которых соединены с шинами источника питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности без уменьшения коэффициента преобразования и чувствительности, введены дополнительный резистор и два дополнительных встречно включенных диода, причем дополнительный резистор включен между первичными обмотками, каждый выход резистора соединен с анодом одного из дополнительных диодов, общая точка которых подключена к эмиттеру транзистора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мо 602780, кл. б 08 С 9/04, 1974.672630 Й/х СоставительТехред О. ЛуТираж 709осударственноам изобретенва, Ж - 35, Ратентэ, г. У г РР РПодписноего комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4 ЦНИИПИпо дел 113035, Моск лиал ППП П Редактор М. ВасильеваЗаказ 3895/49 М. Хаустовоная Ко екто С. Патрушева