CS243723B1

CS243723B1 - Position sensor moving through parts

Info

Publication number: CS243723B1
Application number: CS832805A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Brzon; Zdenek Krcal
Original assignee: Miroslav Brzon; Zdenek Krcal
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS280583A1

Abstract

Účelem řešení je zlepšení konstrukce snímače polohy pohybujících se částí, jenž sestává z nemagnetická kostry, ve která je mezi magnetickým nástavcem a korekčním kondenzorem uložena Hallova sonda. Uvedeného účelu se dosáhne tím^ že korekční kondenzor (4) je v nemagnetická kostře uložen posuvně ve směru maximální citlivosti Hallovy sondy (3) na magnetická pole. Korekční kondenzor (4) sestává ze sběrného kotoučku (42) a směrovacího dříku (43). Vynálezu lze využít při konstrukci snímačů polohy pohybujících se částí, např. pro měření počtu otáček, velikosti úhlového pootočení apod.The purpose of the solution is to improve the design of a moving part position sensor, which consists of a non-magnetic frame in which a Hall probe is placed between a magnetic attachment and a correction capacitor. The stated purpose is achieved by the correction capacitor (4) being slidably placed in the non-magnetic frame in the direction of maximum sensitivity of the Hall probe (3) to magnetic fields. The correction capacitor (4) consists of a collecting disk (42) and a directing shaft (43). The invention can be used in the design of moving part position sensors, e.g. for measuring the number of revolutions, the size of the angular rotation, etc.

Description

Vynález se týká snímače polohy pohybujících se částí, který sestává z nemagnetické kostry, v níž je mezi magnetickým nástavcem a korekčním kondenzorem uložena Hallova sonda.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving part position sensor comprising a non-magnetic chassis in which a Hall probe is mounted between a magnetic adapter and a correction condenser.

Pro snímání polohy pohybujících se strojních částí se s výhodou používá snímače, který pracuje na principu Hallova jevu.For sensing the position of moving machine parts, a sensor is used which works on the principle of Hall effect.

Hallův jev spočívá v tom, že na elektrický náboj, pohybující se v magnetickém poli, působí síla, která je úměrná velikosti a rychlosti elektrického náboje a účinku magnetického pole ve směru kolmém na směr pohybu elektrického náboje. Tato síla vytváří tzv. Hallovo napětí. Při snímání polohy pohybujících se částí se využívá Hallova jevu tím způsobem, že pohybující,se část postupně mění účinek magnetického pole a tedy v předem určené poloze dosáhne Hallovo napětí takové hodnoty, která způsobí potřebnou změnu. Pro snímání změny Hallova napětí se s výhodou používá běžně vyráběné Hallóvy sondy.The Hall effect is that an electric charge moving in a magnetic field is subjected to a force proportional to the magnitude and velocity of the electric charge and the effect of the magnetic field in a direction perpendicular to the direction of movement of the electric charge. This force creates the so-called Hall stress. In sensing the position of the moving parts, the Hall effect is utilized in that the moving part gradually changes the effect of the magnetic field and thus at a predetermined position reaches the Hall voltage to a value that causes the necessary change. Conventionally manufactured Hall probes are preferably used to sense the change in Hall voltage.

Vesměs jsou známé konstrukce snímačů polohy pohybujících se částí, jež sestávají z nemagnetické kostry, v níž je proti magnetickému nástavci uložena Hallova sonda. Mezi čelní plochou magnetického nástavce a čelní plochou Heliový sondy je volný prostor, v němž se pohybuje snímaná část. V provozních podmínkách je účinek , magnetického pole ovlivňován změnou teploty prostředí, parazitním magnetickým polem a také postupným stárnutím permanentního magnetu, který tvoří zdroj magnetického pole. Tyto nežádoucí vlivy pak způsobují změnu hodnoty Hallova napětí a tím i nepřesnost a nespolehli* vost snímání.In general, the construction of moving parts position sensors is known, which consists of a non-magnetic frame in which the Hall probe is mounted against the magnetic extension. There is a free space between the face of the magnetic extension and the face of the Helium probe in which the sensed part moves. Under operating conditions, the effect of the magnetic field is influenced by the change in the ambient temperature, the parasitic magnetic field and also by the gradual aging of the permanent magnet, which constitutes the source of the magnetic field. These undesirable effects cause a change in the Hall voltage value and hence inaccuracy and unreliability of the sensing.

Je dále známá konstrukce snímače polohy pohybujících se částí, u níž je v nemagnetické kostře upevněn korekční kondenzor z magneticky vodivého materiálu. Velikost, tvar a poloha umístění tohoto korekčního kondenzoru odpovídá požadované hodnotě snímaného Hallova napětí pro určité provozní podmínky teploty, parazitního magnetického pole a stáří permanentního magnetu. Nevýhodou této konstrukce je to, Že takový snímač nelze vyrábět sériově pro různé pracovníIt is also known to design a moving part position sensor in which a correction condenser of magnetically conductive material is mounted in a non-magnetic chassis. The magnitude, shape, and position of this correction capacitor correspond to the desired value of the sensed Hall voltage for certain operating conditions of temperature, parasitic magnetic field, and age of the permanent magnet. The disadvantage of this design is that such a sensor cannot be produced in series for different working conditions

- 2 - 243 723 prostředí. Při změně nežádoucích vlivů teploty, parazitního magnetického pole a stáří permanentního magnetu se takový snímač opět stává nepřesným a nespolehlivým.- 2 - 243 723 environment. As the temperature, parasitic magnetic field and age of the permanent magnet change, such a sensor becomes inaccurate and unreliable again.

Uvedené nevýhody odstraňuje snímač podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že korekční kondenzor je v nemagnetické kostře uložen posuvně ve směru maximální citlivosti Hallovy sondy na magnetické pole. Korekční kondenzor sestává ze sběrného kloboučku a směrovacího dříku.The above-mentioned disadvantages are overcome by the sensor according to the invention, which is characterized in that the correction condenser is displaceably mounted in the non-magnetic frame in the direction of the maximum sensitivity of the Hall probe to the magnetic field. The correction condenser consists of a collecting cap and a guide shaft.

Vyšší účinek snímače podle vynálezu spočívá v tom, že posuvem korekčního kondenzoru lze přesně nastavit hodnotu snímaného Hallova nppětí v dané poloze posuvu pohybující se části. Sběrný klobouček korekčního kondenzoru zasahuje poměrně velkou plochou do magnetického pole, jehož působéní je tak dříkem soustřeďováno do směru maximální citlivosti Hallovy sondy na magnetické pole.A higher effect of the sensor according to the invention is that the displacement of the correction condenser can precisely set the value of the sensed Hall voltage at a given displacement position of the moving part. The collector cap of the correction condenser extends through a relatively large area into the magnetic field, the action of which is thus centered by the shaft in the direction of the maximum sensitivity of the Hall probe to the magnetic field.

Příklad provedení snímače podle vynálezu je schématicky zobrazen v příčném řezu na přiloženém výkrese.An exemplary embodiment of a sensor according to the invention is shown schematically in cross-section in the accompanying drawing.

V jádnom rameni nemagnetické kostry 1 je uložen magnetický nástavec 2 neznázoměného permanentního magnetu. V protilehlém rameni nemagnetické kostry 1 je uložena Heliová sonda £. Mezi čelní plochou 21 magnetického nástavce 2 a čelní plochou 31 Hallovy sondy J je volný prostor o konstantní vzdálenosti v němž je upravena pohybující se část £, která je pohyblivá.v rovnoběžném směru s Čelními plochami 21. 31 magnetického nástavce 2 a Hallovy sondy fa V rameni nemagnetické kostry 1, v němž je uložena Hallova sonda 2» 3® v protilehlé poloze k magnetickému nástavci £ uložen korekční kondenzor £, který je posuvný v kolmém směru na čelní plochu 31 Hallovy sondy J, tj. ve směru její maximální citlivosti na magnetické pole. V nastavené poloze je mezi předním čelem 41 korekčního kondenzoru £ a zadní plochou 32 Hallovy sondy £ mezera g.In the core arm of the non-magnetic carcass 1 a magnetic extension 2 of a permanent magnet (not shown) is mounted. A helium probe 6 is disposed in the opposite arm of the non-magnetic frame 1. Between the face 21 of the magnetic handpiece 2 and the face 31 of the Hall probe J there is a clearance of constant distance in which a moving part 6 is provided that is movable in parallel direction with the faces 21 of the magnetic handpiece 2 and the Hall probe fa V a correction condenser 6 is disposed in a direction perpendicular to the front face 31 of the Hall probe 1, i.e. in the direction of its maximum sensitivity to the magnetic field. In the set position, there is a gap g between the front face 41 of the correction condenser 8 and the rear face 32 of the Hall probe 6.

Korekční kondenzor £ je zhotoven z magneticky vodivého materiálu a sestává ze sběrného kloboučku 42 a směrovacího dříku 43. jenž je upraven ve směru maximální citlivosti Hallovy sondy na magnetické pole. V popsaném a zobrazeném příkladě provedeni má korekční kondenzor £ tvar šroubu s válcovou hlavou, jenž se posouvá v potřebném směru otáčením závitu. Pro zajištění nastavené mezery a je mezi sběrným kloboučkem 42 a nemagnetickou kostrou £ vložena tlačná pružina faThe correction condenser 8 is made of a magnetically conductive material and consists of a collecting cap 42 and a directional shaft 43 which is arranged in the direction of maximum sensitivity of the Hall probe to the magnetic field. In the embodiment described and illustrated, the correction condenser 8 is in the form of a cylindrical head screw that is moved in the desired direction by rotating the thread. A compression spring f is inserted between the collecting cap 42 and the non-magnetic chassis 8 to provide a set gap.

- 3 243 723- 3,243,723

Pootáčením korekčního kondenzoru £ se mění mezera m a tím i. účinek magnetického pole na Hallovu Sondu J. Tak se podle potřeby velmi snadno seřídí stanovené hodnota snímaného Hallova napětí v potřebné poloze posuvu části £. Magnetické silokřivky jsou výhodně sváděny z poměrně velkého prostoru do tělesa sběrného kloboučku 12, odkud jsou směrovacím dříkem 43 soustřeďovány'do směru maximálního účinku na Hallovu sondu.By rotating the correction capacitor 8, the gap m and thus the effect of the magnetic field on the Hall probe J are varied. The magnetic field lines are preferably drawn from a relatively large space into the body of the collecting cap 12, from where they are centered by the directional shaft 43 in the direction of maximum effect on the Hall probe.

Snímače s takto upraveným korekčním kondenzorem 4, lze snadno seřídit podle úbytku účinku magnetického pole v důsledku stárnutí permanentního magnetu, podle různých hodnot parazitního magnetického pole a podle různé provozní „teploty.Sensors with such correction condenser 4 can be easily adjusted according to the magnetic field loss due to the aging of the permanent magnet, the different values of the parasitic magnetic field and the different operating temperature.

Vynálezu lze využít při konstrukci snímačů polohy pohybujících se částí, např. pro měření počtu otáček, velikosti úhlového pootočení apod.The invention can be used in the construction of position sensors of moving parts, eg for measuring the number of revolutions, the amount of angular rotation and the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A transducer for moving parts comprising a non-magnetic chassis in which a Hall probe is arranged between the magnetic attachment and the correction condenser, characterized in that the correction condenser (4) is displaceably mounted in the non-magnetic chassis (1) in the direction of maximum sensitivity Hall probes (3) for magnetic field.

Sensor according to Claim 1, characterized in that the correction condenser (4) consists of a collecting cap (42) and a directional shaft (43).