PL54683B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest regula¬ tor wieloparametrowy zaopatrzony w halotron, sprzezony z ruchomym elementem organu pomia¬ rowego i przemieszczajacy sie w niejednorodnym polu magnetycznym.Ogólna cecha znanych dotychczas regulatorów elektrycznych na przyklad fotoelektrycznych, po- tencjometryoznych i innych jest to, ze umozli¬ wiaja one regulacje tylko jednego parametru, któ¬ rego zmiany wykrywane przez organ pomiarowy powoduja wlaczenie obwodów wykonawczych re¬ gulatora.Powyzsza niedogodnosc usuwa regulator wedlug wynalazku, w którym element ruchomy organu pomiarowego, na przyklad wskazówka galwano- metru, jest polaczony z plytka pólprzewodnikowa poruszajaca sie w niejednorodnym polu magne¬ tycznym. Regulator wykorzystuje znane zjawisko Halla, polegajace na zmianach napiecia induko¬ wanego na przeciwleglych krawedziach plytki w zaleznosci od plynacego przez nia pradu oraz in¬ dukcji prostopadlej do powierzchni plytki.Dzieki temu wartosc napiecia Halla indukowa¬ nego w regulatorze wedlug wynalazku zalezy nie tylko od wielkosci wychylenia elementu ruchome¬ go sprzezonego z czujnikiem, które jest miara zmian regulowanej wielkosci, ale zalezy równiez od wartosci pradu przeplywajacego przez plytke oraz od wartosci pradu plynacego przez elektro¬ magnes wytwarzajacy niejednorodne pole magne- 15 25 30 tyczne, co umozliwia wykorzystanie jednego z tych parametrów na przyklad przesuniecia plytki pól¬ przewodnikowej w niejednorodnym polu magne¬ tycznym do regulacji wielkosci podstawowej oraz równoczesnego wykorzystania dwóch pozostalych parametrów, a mianowicie wartosci pradu plyna¬ cego przez plytke i przez elektromagnes wytwa¬ rzajacy niejednorodne pole magnetyczne do uwzglednienia wplywu innych parametrów na re¬ gulacje wielkosci podstawowej.Inaczej mówiac regulator wedlug wynalazku umozliwia regulacje parametru podstawowego, przy rówonczesnym uwzglednieniu wplywu dwóch, innych parametrów. Ponadto pozwala on na do¬ wolne ksztaltowanie sygnalów napieciowych (na* piecia Halla) przez odpowiednie uformowanie ukladu magnetycznego na przyklad nadanie wla¬ sciwego ksztaltu nabiegunnikom magnesów lub od¬ powiedniej konfiguracji biegunów magnetycz¬ nych itp.Zaleta regulatora wedlug wynalazku w porów¬ naniu do innych znanych regulatorów elektrycz¬ nych jest takze stosunkowo duza wartosc sygna¬ lów napieciowych, niezaleznosc wartosci tych sy¬ gnalów od predkosci przesuwania elementu rucho¬ mego sprzezonego z czujnikiem, wyeliminowanie styków ruchomych oraz wysoka sprawnosc ukladu ruchomego.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycz- 5468354683 3 nie zasade dzialania halotronu, fig. 2 — schemat regulatora wedlug wynalazku, w którym plytka halotronu jest polaczona ze wskazówka miernika sprezonego z czujnikiem, fig. 3 — odmiane regu¬ latora, w którym halotron jest nieruchomy, nato¬ miast z elementem ruchomym miernika jest sprze¬ zony element wytwarzajacy pole magnetyczne, fig. 4 i 5 — uklady magnetyczne wytwarzajace liniowa zaleznosc napiecia Halla w funkcji prze¬ mieszczenia, fig. 6 — inna odmiane ukladu magne¬ sów zaopatrzonych w bieguny ksztaltowane, a fig. 7 i ¦ 8 -^. uklady magnetyczne umozliwiajace uzys¬ kanie impulsowego przebiegu napiecia Halla w funkcji przemieszczenia.Znany jest efekt Halla polegajacy na induko¬ waniu na przeciwleglych krawedziach 1 i 2 plyt¬ ki 3 pólprzewodnika wlaczonej w obwód 4 pradu i umieszczonej w polu magnetycznym o indukcji Il prostopadlej do powierzchni plytki — napiecia zwanego napieciem Halla, którego wartosc UH wyraza sie wzorem: Uh = Rh B • Is gdzie: Rh oznacza stala Halla zalezna od materialu plytki 3, B — indukcje magnetyczna prostopadla do powierzchni plytki 3, Is — wartosc pradu w obwodzie 4 oraz pradu sterujacego, b — grubosc plytki.Wykorzystujacy te znana zasade regulator przedstawiony na fig. 2 sklada sie z nieuwidocz- nionego na rysunku czujnika, na którego wyjsciu znajduje sie miernik, przy czym do elementu ru¬ chomego, na przyklad wskazówki 5 osadzonej na osi 6 tego miernika jest przymocowana plytka 3 halotronu, przesuwajaca sie w niejednorodnym polu magnetycznym, wytworzonym przez uklad magnesów 7. Plytka 3 halotronu jest zasilana pra¬ dem sterowania przez obwód 4 na przyklad za pomoca elastycznych przewodów lub sprezynek 8, a indukowane w niej napiecie Halla jest odprowa¬ dzane za pomoca podobnego ukladu sprezynek 8 do zacisków wzmacniacza, przekaznika lub orga¬ nu wykonawczego regulatora. Uklad magnetycz¬ ny 7 jest korzystnie osadzony przesuwnie wzdluz kierunku ruchu plytki 3 halotronu, co umozliwia latwe nastawianie zadanej wartosci regulowanego parametru.Dzialanie tego regulatora jest nizej opisane. Na¬ stawianie zadanej wartosci regulowanego para¬ metru i odpowiadajacego jej polozenia zerowego regulatora odbywa sie w najprostszy spcsób przez przesuniecie ukladu magnesów 7 w takie polo¬ zenie, w którym wskazówka 5 wskaze te wartosc na skali 10. Zmiany regulowanego parametru zo¬ staja przeksztalcone przez czujnik na ruch ele¬ mentu ruchomego 5, powodujac przesuniecie plyt¬ ki 3 holotrpnu w niejednorodnym polu magnetycz¬ nym wytwarzanym przez uklad magnesów 7. Prze¬ suniecia te powoduja odpowiednie zmiany war¬ tosci napiecia Halla, które przekazywane sa za posrednictwem wzmacniacza lub przekaznika na organ wykonawczy ukladu regulacyjnego, wply¬ wajac na wartosc regulowanego parametru.Odmiana regulatora przedstawiona na fig. 3 tym rózni sie od wyzej opisanej, ze jest wyposazona w dwie nieruchome plytki 3 halotronów, natomiast z osia 6 wskazówki 5 miernika jest sprzezony po- 5 przecznie namagnesowany, cylindryczny magnes trwaly 9. Plytki 3 halotronu sa przy tym korzyst¬ nie osadzone przesuwnie lub obrotowo wzgledem elementu 9 wytwarzajacego pole magnetyczne w celu nastawienia zadanej wartosci regulowanego 10 parametru.Dzialanie tej odmiany regulatora polega na tym, ze zmiany wielkosci regulowanej powoduja obrót osi 6 i polaczonego z nia magnesu 9, a tym sa¬ mym indukcji prostopadlej i odpowiednie zmiany 15 wartosci napiecia Halla w plytkach 3 halotronu.Regulator wedlug wynalazku umozliwia regu¬ lacje parametru podstawowego przez sprzezenie elementu ruchomego 5 miernika wskazujacego ten parametr, z plytka 3 halotronu, przy równoczes- 20 nym uwzglednieniu zmian drugiego i trzeciego pa¬ rametru na wielkosc regulowana, uzyskanym przez wlaczenie czujnika mierzacego drugi parametr w obwód sterujacy halotronu, a czujnika mierzacego trzeci parametr — w obwód pradowy elektromag- 25 nesów ukladu magnetycznego 7. Wskutek tego na wartosc napiecia Halla, uruchamiajacego organ wykonawczy regulatora beda mialy wplyw wszy¬ stkie trzy parametry, a mianowicie zmiany para¬ metru podstawowego, powodujace ruch halotronu 30 w niejednorodnym polu magnetycznym, lub ruch niejednorodnego pola magnetycznego wzgledem nieruchomego halotronu, zmiany drugiego para¬ metru powodujace odpowiednie zmiany pradu ply¬ nacego przez halotron oraz zmiany trzeciego para- 35 metru, v powodujace zmiany pradu plynacego w uzwojeniach elektromagnesów.Wartosc pradu plynacego przez halotron moze byc równiez zmieniana impulsowo lub przez zasi¬ lanie obwodu sterujacego pradem przemiennym o róznych czestotliwosciach, przez co wplywa na wartosc i ksztalt napiecia Halla. Równiez nie¬ jednorodne pole magnetyczne, w którym porusza sie plytka 3 halotronu moze byc róznie uksztal¬ towane, wplywajac na wielkosc i ksztalt napiecia Halla.Fig. 4 przedstawia przykladowo pole magnetycz¬ ne wytworzone przez dwa magnesy 11 i 12, skie¬ rowane biegunami jednoimiennymi do siebie, zas wykres na tej figurze ilustruje przebieg napiecia 50 Halla UH w zaleznosci od przemieszczenia x plyt¬ ki 3 halotronu miedzy biegunami.Fig. 5 przedstawia inny uklad zlozony z dwóch magnesów przeciwsobnych 13 i 14, zaopatrzonych w nabiegunniki 15, miedzy którymi jest utworzo- 55 na szczelina 16, w której porusza sie plytka 3 ha¬ lotronu, zas wykres na tej figurze ilustruje zalez¬ nosc napiecia Halla UH w funkcji przemieszcza¬ nia x.Obydwa przebiegi na fig. 4 i 5 maja charakter 60 liniowy, jednak przebieg przedstawiony na fig. 5 posiada wiekszy gradient napiecia w funkcji prze¬ mieszczania. , Fig. 6 przedstawia inna odmiane ukladu magne¬ sów zaopatrzonych w bieguny ksztaltowe 17 oraz 65 odpowiadajace temu ukladowi napiecie Halla, 4554683 którego charakter jest zalezny od ksztaltu biegu¬ nów. Przyklad ten wskazuje na mozliwosc dosto¬ sowania ksztaltu nabiegunników do zadanego cha¬ rakteru funkcji wartosci parametru regulowanego.Fig. 7 i 8 przedstawiaja inne przyklady ukladów magnetycznych, stanowiacych zespól równoleglych magnesów 18 lub elektromagnesów 19, które umo¬ zliwiaja uzyskanie impulsowego charakteru prze¬ biegu napiecia Halla w funkcji przemieszczania plytki 3 halotronu.Regulator z halotronem wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie zwlaszcza w tych przypad¬ kach, gdy istnieje celowosc regulacji parametru podstawowego przy równoczesnym uwzglednieniu wplywu jednego lub dwóch innych parametrów, na przyklad do regulacji dmuchu powietrza w ze¬ liwiakach. W tym przypadku halotrori jest sprze¬ zony z czujnikiem (waga pierscieniowa) wykry¬ wajacym natezenie przeplywu powietrza, obwód sterujacy 4 — z miernikiem wilgotnosci powietrza, a obwód zasilajacy elektromagnesy' — z mierni¬ kiem temperatury tego powietrza. Wskutek tego obwód wyjsciowy halotronu wlaczony na zaciski sterujace organem wykonawczym (przepustnica za¬ porowa) bedzie powodowal regulacje natezenia przeplywu z uwzglednieniem wszystkich trzech wymienionych parametrów. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Regulator wieloparametrowy, znamienny tym, ze element ruchomy (5 lub 6) sprzezony z or¬ ganem pomiarowym regulatora jest polaczony z plytka (3) halotronu poruszajacego sie w nie - jednorodnym polu magnetycznym, wytwarza¬ nym przez uklad magnetyczny. Odmiana regulatora wedlug zastrz. 1, zna¬ mienna tym, ze element ruchomy (6) sprze¬ zony z organem pomiarowym jest polaczony z elementem (9) wytwarzajacym pole magne¬ tyczne zmienne wzgledem nieruchomej plyt¬ ki (3) halotronu. 20 25 30 35 10. 11. 45 Regulator wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uklad magnetyczny (7) jest osadzony prze¬ suwnie wzdluz kierunku ruchu plytki (3) halo¬ tronu, umozliwiajac nastawianie zadanej war¬ tosci regulowanego parametru. Odmiana regulatora wedlug zastrz. 2, zna¬ mienna tym, ze plytka (3) halotronu jest osa¬ dzona przesuwnie lub obrotowo wzgledem ele¬ mentu (9) wytwarzajacego pole magnetyczne, w celu nastawienia zadanej wartosci regulo¬ wanego parametru. Regulator wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze obwód sterujacy (4) halotronu jest sprzezony z czujnikiem parametru majacego wplyw na wartosc parametru regulowanego. Regulator wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze obwód zasilajacy uklad magnetyczny (7 lub 9) jest sprzezony z czujnikiem parametru majacego wplyw na wartosc parametru regu¬ lowanego. Regulator wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze obwód sterujacy jest zasilany pradem stalym i/lub pradem przemiennym. Regulator wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze uklad wytwarzajacy pole magnetycz¬ ne, w którym porusza sie plytka <3) halotronu sklada sie z dwóch magnesów (11, 12), któ¬ rych bieguny sa skierowane jednoimiennie. Regulator wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze uklad wytwarzajacy pole magnetycz¬ ne, w którym porusza sie plytka (3) halotronu sklada sie z dwóch przeciwsobnych magnesów, (13 i 14), zaopatrzonych w nabiegunniki (15) tworzace szczeline (16), równolegla do kierun¬ ku ruchu plytki (3). Regulator wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze uklad magnetyczny jest zaopatrzony w nabiegunniki ksztaltowe (17). Regulator wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze jego uklad magnetyczny sklada sie z ukladu równoleglych magnesów trwalych (18) lub elektromagnesów (19) umozliwiajacych uzyskanie impulsowego przebiegu napiecia Halla. 13 2 4i KI. 21 c, 46/51 54683 MKP G 05 f ,3 9 5 Fig. 3 Fig.4 C2L2] Fig. 5 Fig. 6 DJ2 Gll3QDQ As Fig. 7 3 19 Fig. 8 1471 WDA-1. Zam. 1505/67. Nakl. 530 egz. PL