Преобразователь перемещения в код

О П И С А Н И Е ,00ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РЕспубяик(22) Заявлено 25.02.81(21) 3297116/18-21 51) М Кд З 6 01 Ю 5/22 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150383 АРДъ, 1Р.М.Ахметдинов(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобретение относится к измеритель ной и вычислительной технике, в част" ности к преобразователям линейных перемещений в код.Известен преобразователь перемещения в код, содержащий П-образный магнитопровод с зубцами на внутренних поверхностях стержней и со сквоэ" ным отверстием в основании, с осью, перпендикулярной плоскости стержней, в котором размещены две одинаковые обмотки, включенные по схеме усилителя с внутренней ноложительной обратной связью, и постоянный магнит, помещенный между длинными стержнями с возможностью перемещения (1.Недостатком данного способа является низкая точность, что обусловлено малой крутизной импульсов из-за пологой характеристики кривой намагничивания Ферромагнитного материала магнитопроэода, зависимостью крутиз" ны и амплитуды импульсов от координаты подвижного элемента, неопреде-ленностью вопределении направления ,перемещения.Известен также преобразователь перемешения в код, содержащий постоянный магнит, соединенный с подвижным объектом,и тороидальных Ферромагнит". ных сердечников с обмотками считыва" ния и выходными обмотками, располо" женных попарно в ячейках, и источник питания переменного тока, причем:обмотки считывания соединены последо-, вательно и подключены к источнику питания через динистор и резистор, а выходные обмотки в каждой ячейке соединены последовательно-согласно и подключены параллельно"встречно к выходным зажимам преобразователя (г) .Недостатком этого устройствй явля" ется низкая точность, которая опреде" ляется в основном толщиной сердечни ков и расстоянием между ними.- Однако уменьшение толщины сердечников ведет к потере механической жесткости, а .уменьшение расстояния ограничивается наличием обмоток, охватывающих каждый тороидальный сердечник. Кроме того, уменьшение расстояния между ячейками может привести к одновременному перемагничиванию сердечников двух соседних ячеек магнитным полем постоянного магнита, а это можетпривести к ошибке в определении координаты подвижного элемен" та. К недостаткам известного устройства следует отнести сложность кон 1004769струкцни, которая объясняется наличи"Ем большого количества обмоток (чис"ло обмоток растет пропорциональновеличине диапазона измерения) и недостаточную амплитуду выходных импульсов, вследствие параллельновстречного соединения пар выходныхобмоток ячеек относительно выходныхзажимов датчика, так как выходныеобмотки ячеек, около которых отсутствует в данный момент подвижный постоянный магнит, шунтируют выход датчика и импуЛьсы ЭДС, возникающие навыходных обмотках ячейки, у которойнаходится постоянный магнит, разряжаются через параллельно соединенные 15выходные обмотки остальных ячеек,которые имеют сопротивление значи"тельно меньше, чем входное сопротивление цифрового блока, к ковторомуподключается датчик, 20Цель 1 иэобретения - повышение точ"ности,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь перемещения вкод, содержащий подвижный постоянныймагнит, И тороидальных ферромагнит"ных сердечников, измерительную обмот-.ку и источник питания, введена обмотка подмагничивания, источник питаниявыполнен в виде исочника постоянного тока, постоянный магнит выполненцилиндрической формы и расположен соосно с ферромагнитными сердечниками,в диаметральной плоскости которыхна их внутренней и внешней поверхнос- З 5ти выполнены пазы, при этом обмоткаподмагничивания расположена в однойпаре односторонних внешних и внутренних пазов каждого сердечника и подключена к источнику питания, измерительная обмотка расположена в другой 40паре односторонних внешних и внутренних пазов каждого сердечника, а осьнамагничивания постоянного магнитаперпендикулярна диаметральной плос"кости пазов. На Фиг, 1.изображен преобразова" тель перемещения в код, общий вид разрез на Фиг, 2-кривая ,амагничи" вания ферромагнитного материала сердечников; на фиг. 3 - преобраэова 50 тель, поперечное сечение, а также магнитные потоки в сердечниках. Преобразователь перемещения в код"содержит м тороидальных ферромагнитных сердечников 1; выполненных из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, которые расположены соосно. В диаметральной плоскости сердечников 1 выполнены пазы, в одной паре 2 . которых расположена обмотка подмаг ничивания 3, а в другой паре 4 паэоввыходная обмотка 5. Обмотка подмагничивания 3 охватывает перемычки 6 сердечников 1, выходная обмотка 5 охватывает перемычки 7, Обмотка под" 65 магничивания 3 подключена к выходам источника питания 8В полости сердечников 1 расположен подвижный постоянный магнит 9, намагниченный в плоскости, перпендикулярной плоскости пазов 2 и 4,Устройство работает следующим об", разом.Обмотка подмагничивания 3 запяты" вается постоянным током источника питания 8, и в сердечниках 1 вознмкает магнитный поток фн (фиг. 3), доводящий перемычки 6 и 7 до состоя" ния магнитного насыщения с индукци- ей+В (фиг, 2). При движении постоянного магнита 9 в направлении, указанном стрелкой, в сердечниках 1 поочередно возникает магнитный поток размагничивания ф (Фиг. 3), создаваемый постоянным магнитом 9, который перемагничивает перемычку 7 до состояния магнитного насыщения а индук" цией - В(фиг, 2). При этом в выходной обмотке считывания 5 наводится импульс ЭДСПри движении постоянногомагнита 9 в обратном направлении магнитный поток фр поочередно исчезает в сердечниках 1 и их перемычки 7 магнитным потоком ф перемагничиваются до состояния насыщения.с индукцией+В;, При этом в выходной обмотке 5 наводится импульс ЭДС с обратным знаком.Таким образом,при перемещении постоянного магнита 9 в выходной обмотке 5 наводятся импульсы ЭДС, число кото" рых пропорционально пути, пройденному подвижным элементом 9, а знак импульсов определяет .направление пере" мещения.Такое выполнение преобразователя в значительной степени повышает точ" ность преобразования. Точность преобразователя определяется в основном толщиной ферромагнитных сердечников, которые могут изготавливаться штамповкой иэ лент ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистереэиса, при этом возможно достижение точности преобразования до 0,001 юю. Кроме того, при применении Ферромагнитных материалов с высоким коэффи" циентом прямоугольности петли гистерезиса, например 60 НП или 68 НМП, коэффициент прямоугольности петли гистерезиса которых достигает 0,96, на выходе преобразователя получаются прямоугольные импульсы с малой величиной длительности Фронта и с амплитудой, достаточной для надежно" го срабатывания последующих цифровых устройств без промежуточных Фор-, мирователей импульсов, а определение направления перемещения по знаку импульсов повышает надежность срабатывания последующих цифровых устройств при реверсах, Предлагаемое устройство отличается также простотой конструкции, что способствует повышениюего надежности.Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий подвижный магнит, И тороидальных ферромагнитных сердечников, измерительную обмотку .и источник питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 10 что, с целью повышения точности, в него введена обмотка подмагничивания, источник питания выполнен в виде источника постоянного тока, постоянный магнит выполнен цилиндричес" 15 кой формы и расположен соосно с фер-, ромагнитными сердечниками, в диамет.ральной плоскости которых на их внутренней и внешней поверхностях выполнены пазы, при этом обмотка подмагничивания расположена в одной паре односторонних внешних и внутренних пазов каждого сердечника и подключенак источнику питания, измерительнаяобмотка расположена в другой паре од"носторонних внешних и внутренних пазов каждого сердечника, а ось намагничивания постоянного магнита перпеиднкулярна диаметральной плоскости пазов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 456209, кл. 6 01 Р 13/00 19732. Авторское свидетельство СССР Р 377627, кл. 6 01 Р 5/221969..вНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ефилиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4