PL44034B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 30 grudnia 1960 r. 4l O04b Y& IbibliothkaI Urzedo .centowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITE) LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 44034 KI. 42 c, 42 Polska Akademia Nauk*) (Instytut Podstaiuoinych Problemiku Techniki) Warszawa, Falska Sposób pomiaru przesuniec i drgan mechanicznych oraz innych wielkosci nieelektrycznych przy wykorzystaniu zjawiska Hall'a Patent trwa od dnia 9 maja 1960 r.Istote wynalazku stanowi sposób przetwarza¬ nia ^wielkosci mechanicznej na elektryczna przy 0omocg czujnika Hall'a. Sposób moze byc stosowany do pomiaru przesuniec i drgan mechanicznych* oraz innych wielkosci nieelek¬ trycznych (nip. cisnienia, poziomu cieczy, przy¬ spieszen, grubosci blach, malych katów) odwzo¬ rowanych jJrzez przesuniecia. Daje to zasadni¬ cza przewage nad siposobami indukcyjnymi czy pojemnosciowymi, przy których pomiar w uk¬ ladzie mostkowym opornosci zespolonej jest klopotliwy. W stosunku dio metod tensome- trycznych, czy maaneto&tryfccyjnych tu wiel¬ kosc wyjsciowa jest znaczna i mioze byc mie¬ rzona bez kosztownych ukladów wzmacniaja¬ cych czy kompensujacych wplywy obce. Przy pomiarach bardzo malych przesuniec czy drgan, wystarczy zastosowanie typowych wzmacniaczy elektronowych.Wedlug wynalazku czujnikiem ruchomym do pomiaru przesuniec i drgan mechanicznych mo¬ ze byc plytka pólprzewodnikowa poruszajaca sie w polu magnetycznym. Zmiana polozenia plyt¬ ki powoduje zmiane wielkosci indukcji mag¬ netycznej przenikajacej przez plytke i zmiane napiecia Haira UH (wzór 1).Uh=Rh B Is (l) gdzie UH Rh *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest dr inz. Maciej Nalecz.B — napiecie HalTa stala Haira, zalezna od wla¬ snosci fizycznych materialów plytki. indukcja magnetycana prosto¬ padla do plyitki 1,, Is — prad sterujacy plytki, który mo¬ ze byc utrzymany staly d — grubosc plytki.Przy "zalozeniu; ze wartosci js RH i d sa sta¬ le w trakcie wykonywania pomiaru Uh = ^ ^ (B) (2) lecz B =-- k2 f2(lx) (3) stad UH = k3 f(lx) (4) gdzie lx = wielkosc mechanicznego przesunie¬ cia plytki.Stad napiecie Hall'a mierzone na elektrycz¬ nym przyrzadzie pomiarowym jest funkcja przesuniec lub drgan mechanicznych (wzór 4) Zasade dzialania ukladu pomiarowego przed¬ stawiono na fig. 1.Uklad pracuje w najlkoirzystniejiszych warun¬ kach, gdy zaleznosci (2), (3), a wiec i (4) sa li¬ niowe, wówczas bowiem podzialka przyrzadu jest liniowa, badz na oscylografie zapis drgan mechanicznych nie posiada znieksztalcen. Dla¬ tego przy realizacji urzadzenia wazne jest wy¬ tworzenie indukcji magnetycznej o sitalym i jak najwiekszym gradierucie. Indukcje taka mozna otrzymac w szczelinie dwóch jednako¬ wych magnesów trwalych lub elektromagne¬ sów, których bieguny tworzace szczeline sa jednoimienne. Na fig. 2 jestt przedstawiony uk¬ lad dwóch ferrytowych magnesów trwalych, w których mozna osiagnac w duzym zakresie li¬ niowosc UH = f (lx ); liniowosc ta utrzymuje sie przy przesuwaniu plytki wzdluz osi N-N lub równolegle do osi N-N w obszarze szczeliny.Plytka przesuwana jest w szczelinie przez do¬ wolne urzadzenie mechaniczne, np. przy poniocy dzwigni k wykonanej z materialu niemagnety¬ cznego. Dzwignia przekazuje przesuniecia lub drgania mechaniczne obiektu mierzonego.W przypadku stosowania magnesów trwalych moga one ulegac starzeniu. Wedlug wynalazku kompensacje uchybów spowodowanych tym zjawiskiem osiaga sie przez regulacje pradu sterujacego plytki J Inne wplywy znieksztalcajace pomiar, jak temperatura i obce pole magnetyczne, kompen¬ suje sie sposobami znanymi.Uklad posiada male wymiary gabarytowe o- raz maly wymiar i wage samego elementu ru¬ chomego, skutkiem czego jego bezwladnosc jest w porównania! do innych rodzajów czujników wyjatkowo mala.Przy poruszaniu plytki straty na tarcie sa sprowadzone do minimum, stad wystarcza bar¬ dzo male sily przesuwania plytki. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru przesuniec i drgan mecha¬ nicznych przy wykorzystaniu zjawiska Hal- l'a, znamienny tym, ze ruch plytki pólprze¬ wodnikowej w polu magnetycznym jest po¬ wodowany przez obiekt mierzony droga bez¬ posrednia lub przez przekladnie mechanicz¬ na.

2. Sposób "wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zero napiecia Ha!H'a jest regulowane polo¬ zeniem plytki lub polozeniem biegunów, przy czym przez przeciwsobna konfiguracje i u- ksztaltowanie biegunów uzyskuje sie duzy gradient indukcji magnetycznej.

3. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze kompensacje wplywu starzenia magnesów uzyskuje sie przez regulacje pradu steruja¬ cego (Is) plytki. Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki)Do opisu patentowego nr 44034 figi / s A -¦¦ w~ / w //\ .. . w , s Fig. 2 2262. RSW „Prasa", Kielce PL