Преобразователь линейного перемещения в электрический сигнал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 10120 19) 01) А 1 0 5/221 6 08 ЗОБРЕТЕНИЯ ПИСА СТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИОЕЯЛ(/1) Куйбышевский авиационный институт им. акад, С.П. Королева (53) 681 325(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 342210, кл. 6 08 С 9/04, 1970.2. Авторское свидетельство СССР ,У 748478, кл, О Я 8 С 9/04, 1978 (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, содержащий П-образный магнит, один полюс которого снабжен неподвижным, магнитопроводом, подвижный магнитопровод, расположенный под неподвиж"ным, в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами на диэлектрической пластине расположенымагниточувствительные элементы, навнутренних поверхностях подвижногои неподвижного магнитопроводов выполнены зубцы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в нем зубцына подвижном и неподвижном магнитопроводах расположены под углом 29друг к другу, магниточувствительныеэлементы, расположенные в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами, размещены с интервалом,равным Ь (и сйОЧ)/8, где 11 - шагзубцов.Изобретение относится к системамавтоматического контроля и преобразования перемещений, а именно к преобразователям линейного перемещения вэлектрический сигнал.Известен магнитомодуляционныйпреобразователь перемещений, содержащий магнитную систему, выполненнуюв виде двух зубчатых концентричныхколец иэ постоянных магнитов с оди 1 Онаковым числом зубцов треугольногопрофиля, причем вершины зубцов обоихколец расположены один против другого, и магнитореэистор, помещенный взазоре между зубчатыми кольцами 1.Недостаток этого преобразователясостоит в том, что выходной сигналзависит от эксплуатационных факторов, что снижает точность измерения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь линейногоперемещения, содержащий магнитнуюсистему из П-образного магнита, одиниз полюсов которого снабжен магнитопроводом с зубцами, и зубчатый подвижный магнитопровод, причем в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами расположены магниточувствительные элементы 21,Недостатком этого преобразователя зОявляется чувствительность его к воздействию эксплуатационных Факторов,в частности изменения температуры, питающего напряжения и т.п, Эти воздей-.ствия изменяют крутизну преобразования,что снижает точность и надежность измерения и ограничивает метрологические показатели.Цель изобретения - повышение точности преобразователя линейного пере мещения.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейного перемещения в электрический сигнал, содержащий П-образный магнит, один по люс которого снабжен неподвижным магнитопроводом, .подвижный магнитопровод, расположенный под неподвижным, в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами на диэлектричес О кой пластине расположены магниточувствительнык элементы,на внутренних по- . верхностях подвижногои неподвижного магнитопровдов выполненызубцы,на подвижном и неподвижном магнитопроводах 55 расположены под углом 2друг к другу, магниточувствительные элементы, расположенные в зазоре между подвижным и неподвижным магнитопроводами. размещены с интервалом. равным Ь = (Ь сь 1 т)/8,где й - шаг .зубцов.)На Фиг. 1 изображена конструкцияпреобразователя; на фиг, 2 - зубцоваячасть зазора; на фиг. 3 - электрическая схема преобразователя; на фиг.диаграммы изменения сопротивления магниточувствительных элементов и выходныхнапряжений с преобразователя от перемещения,Преобразователь состоит из П-образного магнита 1Фиг. 1) заканчивающимся неподвижным зубчатым магнитопроводом 2, установленным над подвижным эуб.чатым магнитопроводом 3, В зазоре меж-,ду магнитопроводами 2 и 3 установленадиэлектрическая пластина М с укреплен.ными в ней вдоль напряжения перемещения магнитоцувствительными элементами МЧЭ 5-8 ( фиг. 2из германиевогомикропровода. Зубцы магнитопроводов 2и 3 наклонены навстречу друг другу наодинаковый уголотносительно нормали к перемещению в зубцовом зазоре,Интервал между МЧЭ Ь = (Ь. сйф)/8,где и - шаг зубцов, Электрически одинконец первого МЧЭ 5 фиг, 3) подсоединен к одному иэ концов третьегомагниточувствительного элемента 7,соединены также один конец - МЧЭ 6с одним из концов элемента 8, Несоединенные с МЧЭ 5 и 6 концы под-соединены к источнику отрицательного опорного напряжения, а МЧЭ 7 и8 - к источнику положительного опорного напряжения, Выходной сигнал снимается с точки соединения МЧЭ междусобой.Преобразователь работает следующим образом.Магнит 1 создает магнитное поле в магнитной цепи, состоящей из магнита 1, магнитопроводов 2 и 3, зазора между магнитопроводами и зазора между магнитом 1 и магнитопроводом 3. Так как магнитная проницаемость материала магнитопроводов высокая, а зазор между магнитом 1 и магнитопроводом 3 значительно меньше зазора между магнитопроводами 2 и 3, то основное влияние на магнитный поток оказывает зазор между магнитопроводами 2 и 3. В этом зазоре Формируются зоны повышенной проводимостина Фиг. 2 они заштрихованы ). Эти зоны соответствуют положению зубца неподвижного магнитопровода 2 над зубцами подвижного магнитопровода 3. Магнитный поток в этой зоне макси3, 10 мален, Пренебрегая влиянием потока а боковых граней. зубцов магнитопроводов, можно считать, что магнит" ный поток, пронизывающий ИЧЭ, пропор. ционален участку пересечения его с зоной повышенной проводимости. При перемещении магнитопровода 3 площадь этого участка иа няется, что приводит к изменению магнитного потока через ИЧЭ, что в сваю очередь вызывает изменение сопротивления ИЧЭ. Закон изменения сопротивлений ИЧЭ -8 от перемещения магнитопровода 3 показан на Фиг. 3. Изменение сопротив 3 12021 4,лений ИЧЭ преобразуется в напряже ние с помощью источника двухполярно- : го опорного напряжения (фиг. 3 и де- лителей этого напряжения на магнито" чувствительных элементах 5-8. Законизменения. напряжения от перемещения Фиг. 1 ) подобен закону изменения сигналов с линейных индуктосин 6 в и вращающихся трансформатаров, но не 1 в требует детектирования при амплитудном методе обработки сигналатЭ,что значительно повышает быстродействие обработки и упрощает схему электр ронного блока.оставитель Е. Бударинаехрез Т.,Яунуаираж 6 Марственного комитета СССРизобретений и открытийт", г. Ужгород, ул. Проектная Ре 8 Зак тор Т. В 276 И лова фил ИИПИ Госу по делам Москва 5 В,щ т ш ППП "Пате