Датчик перемещений

ОЮЗ СОВЕТСКИ ОЦИА ЛИСТ ИЧЕСКРЕСПУБЛИК А 1)4 С 01 В 21/00 ч.фСЕя )",",11 Вй ЕНИЯ ИСАНИЕ ЕВИЛччисе а.88. Бюл. У 43кий политехнически чики обратнь бзор НИИмаш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения линейных перемещений путем исключения вли яния изменений температуры окружающей среды. Датчик перемещений содержит биморфный пьезоэлемент, под" ключенный к возбуждающему его коле. бания генератору напряжения перемен ного тока. В его середине закреплен магниточувствительный элемент, например индуктивная катушка, в котрой индуктируется ЭДС, зависящаявеличине от положения этой катушк относительно носителя магнитной записи, на магнитном. слое 18 которого записаны метки в виде последовательности импульсов с линейно убывающей амплитудой, На боковых поверхностях основы 7 носителя магнитной записи, вы" полненной в виде прямоугольной пьезопластины, нанесены электроды 8 и 9 и нанесенные на них полупроводниковые слои 10-13, поверх которых закреплены токовые контакты 14-17. С помощью этих контактов полупроводниковые участки 10-13, имеющие темпера-, ф турные коэффициенты сопротивления разных знаков, включены в плечи обраяуемой ими мостоиой схемм и к истом- Си нику питания постоянного тока. Под действием напряжения, возникающего . на электродах 8 и 9 при изменениях температуры окружающей среды, обеспе- ффф чивается компенсация линейного расши- ВИШЬ рения носителя магнитной записи. 4 ил. ффФФИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов.Цель изобретения " повышение точности путем исключения влияния изменения температуры окружающей среды,На фиг.1 представлена функциональная схема датчика; на фиг.2 - форма О магнитных меток, нанесенных на магнитный слой носителя магнитной записп 1 на фиг,3 - конструктивная схема носителя магнитной записи; на фиг.4 - электрическая схема его замещения,Датчик содержит биморфныи пьезо элемент 1, подключенный к возбуждающему его колебания генератору 2 напряжения переменного тока, и закреп" ленный на нем магниточувствительный элемент 3, выполненный, например, в виде катушки индуктивности. К катушке 3 подключен блок 4, измерения и регистрации, в состав которого входят схема 5 измерения напряжения на важи мах катушки пропорционального перемещения и источник 6 питания постоянного тока. Основа 7 носителя магнитнойзаписи выполнена в виде пластины прямоугольного сечения из пьезоэлектрического материала с размещенными наее боковых противолежащих поверхнос-"тях двумя электродами 8 и 9, каждыйиз которых покрыт слоями полупроводникового материала, разделенными научастки 10-13, Участки 10 и 13 имеют35отрицательный коэффициент электрического сопротивления, а участки 11 и 12 -положительный. На поверхность каждого из участков полупроводниковогослоя наносят токовые контакты 14-17,с помощью которых участки 10-13 включаются в плечи образуемой ими мосто"вой измерительной схемы и подключаются к источнику 6 питания постоянноготока. На рабочую поверхность основы 7 носителя магнитной записи, обращенную к магниточувствительному элементу 3, наносят магнитный слой 18с записанными на нем магнитными метками, имеющими вид последовательнос"ти убывающих по амплитуде импульсов(фиг.2). Биморфный пьезоэлемент 1крепится в процессе измерений наобъекте 19 контроля.Датчик перемещений работает сле 55цующим образом,Под действием напряжения генератора 2 напряжения переменного тока в бимарфном пьезоэлементе 1 возникаютизгибные деформации, которые вызывают колебания магниточувствительногоэлемента 3 (катушки индуктивности)в магнитном поле, создаваемом намагниченными участками магнитногослоя 18, что приводит к возбуждениюв ней переменной ЭДС, подаваемой вблок 4 регистрации и измерения,Приперемещении магниточувствительногоэлемента 3 вдоль магнитного слоя 18амплитуда указанной ЭДС периодическиизменяется от некоторого минимальноо значения (при нахождении магнитсчувствительного элемента 3 в промежутке между намагниченными участкамислоя 18) до максимального значения(при нахождении его над намагниченными участками). При этом амплитудамаксимальных значений ЭДС растетпри движении в одну сторону относительно носителя магнитной записи(влево фиг.2) и уменьшается при движении в обратную сторону,Так как участки 10 - 13 полупроводникового слоя с помощью токовых контакто 14-17 включены в мостовую измерительную схему, подключаемую к ис-.точнику 6 питания постоянного тока впроцессе измерения перемещения, вдиагонали мостовой схемы, т,е. наэлектродах 8 и 9, появляется напряжение которое прилагается к пьезоэлек трической пластине 7 - основе носителямагнитной записи, Величина этого напряжения определяется соотношениемэлектрических сопротивлений участков 10-13, которые зависят от их температуры, т.е, от температуры окружающей среды, Изменение величины напряжения на электродах 8 и 9 приводит к изменению линейных размеровосновы 7 носителя магнитной записи,При соответствующем выборе начальныхразмеров основы 7 и величины напряжения источника 6 можно обеспечить полную компенсацию температурного изменения ее размеров,1Размещение полупроводникового слояпо всей длине основы и использованиеучастков полупроводниковых слоев с различными температурными коэффициентами сопротивления позволяют повысить достоверность измерения темпера. туры основы за счет усреднения результатов измерений по длине пластины, а также чувствительность и точ 14393ность компенсации погрешности измерения за счет удвоения сигнала в рабочей диагонали мостовой схемы, Исключение температурной погрешности повышает точность измерений линейных пере мещений. Формула и з о б р е т е н и я1 ОДатчик перемещений, содержащий установленные с возможностью относительного перемещения носитель магнитной записи, выполненный в виде осно" вы и размещенного на ее рабочей поверхности магнитного слоя, биморфный пьезоэлемент с закрепленным на нем магниточувствительным элементом и подключенный к этому элементу блок измерения и регистрации его сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,974с целью повышения точности путем исключения влияния изменения температуры окружающей среды, на магнитный слой нанесена убывающая по амплитуде последовательность магнитных меток, основа носителя магнитной записи выполнена в виде пластины из пьезоэлек трического материала, к двум боковым противолежащим поверхностям которой прикреплены электроды и нанесенные на каждый из них по два участка полупроводникового материала, имеющие температурные коэффициенты сопротивления противоположных знаков, а также закрепленные на их поверхностях токовые контакты для включения этих участков в плечи образуемой ими мостовой измерительной схемы, подсоединяемой в процессе измерения к источнику питания постоянного тока,1439397 680 Заказ 6066 39 Подписно та СССР Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор А.КозориЬ ФЩф ВНИИП по 3035, оставитель Л,Г ехред И,Дидык Государственного комиделам изобретений и отосква, Ж, Раушская ов Корректор В.Гирняк ытииб., д