Двухотсчетный датчик угла

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцмапмстмческмкРеспубпмк(51) М, Кл,С о 8 С 9/04 Гооударстмнкый комитет СССР по делам кзобретеккй к открыткй, 1 З Тр)Ленинаканский филиал ереванского поли 1 ехнийЖЫфр;,. института им. К, Маркса(71) Заявитель 154) ДВУХОТСЧЕТНЫЙ ДАТЧИК УГЛА 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых преобразователях угла,Известны двухотсчетные датчики5 угла поворота, содержащие кодирующий элемент в виде диска или барабана с кодовыми масками систем грубого и точного отсчетов, выполненными из ферромагнитного материала, неподвижные считывающие элементы магнитного типа, шины опроса и считывания.Известен также двухотсчетный датчик угла поворота, содержащий кодирующий элемент, кодовая маска которого выполйена в виде" магнитного экрана с секторными вырезами, а в качестве элементов считывания кода использованы магнитоуправляемые герметические контакты (герконы) с экранными 20 кольцами и цилиндрическими постоянными магнитами 1.Наличие большого количества постоянных магнитов, отдельных дисков для каждой системы отсчета, сравнительно большие габариты герконов, а также наличие цифрового преобразователя для преобразования кодированного выходного сигнала в пропорциональный электрический сигнал существенно усложняет конструкцию этого датчика, а также увеличивает его вес и габариты.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухотсчетный датчик угла, содержащий системы точного и грубого отсчетов, подвижный кодирующий элемент, кодовая маска которого выполнена в виде участков иэ магнитожесткой пленки, а элементы считывания кода - в виде анизотропной магнитомягкой пленки, нанесенной на неподвижную подложку, над которой размещены шины считывания и опроса. Под действием импульса опроса участки магнитомягкой пленки, находящиеся вне зоны действия магнит" ного поля участков кодовой маски коди543 фными; на фиг. 4 - временные зависимости напряженности магнитного поля 972 35 4 о 45 50 55 рующего элемента, перемагнициваясь,наводят на шине считывания импульсЭДС. Намагниченность тех участковпленки, которые находятся в зоне действия магнитного поля участков кодовой маски, фиксируется в некоторомположении, и эти участки не реагируютна импульс опроса, т,е. не индуктируют ЭДС на своих шинах считывания (2 .Однако конструкция известного датчика является .сложной. Считывающийэлемент каждого разряда кода (магнитомягкая пленка) имеет большие размеры (до длины кодовой дорожки), каждыйразряд имеет свою шину опроса, а число шин сцитывания равно числу деленийнаименьшего разряда кода; Кроме того,кодовый выход датчика требует последующего применения цифрового преобразователя для представления угловогоположения контролируемого вала в виде напряжения или числа импульсов,что усложняет конструкцию известногодатчика угла поворота.Цель изобретения - упрощение двухотсчетного датчика угла,Поставленная цель достигается тем,что в двухотсчетном датчике угла,содержащем в каналах точного и грубого отсчетов шины считывания и опроса,подвижный кодирующий элемент с кодовой маской, выполненной из магнитонесткой пленки, и содержащий дорожкиточного и грубого отсчетов, неподвижные элементы считывания кода, выполненные из анизотропной магнитомягкой пленки, неподвижные элементысчитывания кода выполнены в видеотдельных считывающих элементов, которые нанесены на шины опроса, шиныопроса обеих каналов отсчетов соединены между собой и выполнены клинообразыми, а шины считывания выполнены в виде электропроводных витков,внутри которых расположены соответствующие шины опроса.На фиг, 1 изображена схема предлагаемого датчика с частичным разрезом кодирующего элемента, который условно изображен прозрачным и без кодовых масок; на фиг. 2 - разрез А-Я на фиг. 1, взаимное расположение шин считывания и опроса, элементов считывания кода и кодирующего элемента; на фиг. 3 - одно из возможных исполнений кодирующего элемента, где кодовые маски систем грубого и точного отсцетов выполнены пятиразряд 5 10 15 20 25 зо тока опроса и выходных импульсов.Датчик содержит кодирующий элемент 1, на поверхности которого нанесены кодовые маски с участками иэ магнитожесткой пленки дорожек грубого отсчета 2 и точного отсчета 3. Неподвижная часть датчика состоит из клинообразных шин 4 и 5 опроса, неподвижных элементов 6 и 7. считывания кода, выполненных в виде отдельных считывающих элементов, шин 8 и 9 считывания систем грубого и точного отсчетов соответственно. Шины опроса соединены между собой последовательно и клеммами 10 подключены к источнику синусоидального тока, выходной сигнал датчика снимается с клемм 11 грубого отсчета и клемм 12 точного отсчета.Оси легкого намагничивания магнитных пленок-пятен (элементов считывания) перпендикулярны осям симметрии клинов, вдоль которых они распреде.- лены. Шины и пленки-пятна изолированы друг от друга диэлектрическимислоями, Вся эта многослойная структура напылена на подложку, например, из стекла (условно не показана),Датчик работает следующим образом,Синусоидальный ток опроса равномерно распределяется по поперечному сечению клинообразных шин 5 и 4 опроса, поэтому плотность тока опроса каждый момент времени максимальна у вершины клина и минимальна у его основания. В результате напряженность Н магнитного поля этого тока на поверхности шины, где расположены элементы 6 и 7 считывания кода, в один и тот же момент времени уменьшается от вершины клина к его основанию.При этом, по мере увеличения тока в шине (возрастающая ветвь положительной полуволны тока опроса) происходит поочередное перемагничивание элементов считывания кода при превышении напряженности Н коэрцитивной силы пленок-пятен. При перемагницивании каждого элемента считывания кода на шину 8 или 9 считыаания наводятся импульсы ЭДС (е). Следующая полуволна тока опроса, создающая магнитное поле обратного предыдущей полуволны направления, в той же очередности возвращает намагниченность считывающих элементов в исходное5 9725 состояние, при этом на шинах Ы и 9 считывания наводятся импульсы ЭДС обратной полярности. Элементы 6 и 7 считывания кода, которые находятся в данный момент в зоне действия маг- % нитного поля участков кодовых масок 2 и 3 кодирующего элемента 1, под действием поля Н не перемагничиваются и не наводят импульса ЭДС на шинах 8 и 9 считывания. Таким образом, чис- о ло перемагниченных элементов 6 и считывания кода, а значит и число выходных импульсов за один полупериод изменения тока опроса в каждой системе отсчета соответствует опреде-ленному положению кодирующего элемента, т.е, величине контролируемого угла сС, Симметричное расположение проводников считывающей шины с обеих сторон шины опроса .исключает возмож ность наводки в ней ЭДС от поля Н,Таким образом, конструкция предлагаемого двухотсчетного датчика угла поворота значительно упрощена бла годаря тому, что элементы считывания 25 кода выполнены в виде пленок-пятен, а шины опроса - клинообразными. Это позволило существенно сократить число шин опроса и считывания (до минимума для каждой системы отсчета), 30 Это достоинство предлагаемого датчика особенно важно, потому что увеличение в нем кодовых дорожек на кодирующем элементе никак не вызывает увеличения числа шин опроса и считывания, что позволит уменьшить вес,габариты и стоимость датчика.Формула изобретенияДвухотсчетный датчик угла, содержащий в каналах точного и грубогоотсчетов шины считывания и опроса,подвижный кодирующий элемент с кодовой маской, выполненной из магнитожесткой пленки, и содержащий дорожки точного и грубого отсчетов,неподвижные элементы считывания кода,выполненные из анизотропной магнитомягкой пленки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощениядатчика, неподвижные элементы считывания кода выполнены в виде отдельных считывающих элементов, которыенанесены на шины опроса, шины опросаобоих каналов отсчета соединены меж,ду собой и выполнены клинообразными, а шины считывания выполнены в виде электропроводных витков, внутрикоторых расположены соответствующиешины опроса,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР399897, кл. С 08 С 9/04, 1970,2, Авторское свидетельство СССРУ 456291, кл, С 08 С 9/04, 1972