RU1762731C

RU1762731C - Бесконтактный магнитный переключатель

Info

Publication number: RU1762731C
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Бандалетов; В.Е. Махоткин; Б.П. Шурухин
Original assignee: Махоткин Вячеслав Евгеньевич
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1995-10-20

Abstract

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в приборах автоматики, электроники и вычислительной техники. Цель изобретения повышение помехозащищенности за счет увеличения амплитуды выходного импульса и снижения влияния внешних магнитных полей. Бесконтактный магнитный переключатель содержит клавишу 1, жестко связанную с толкателем 2, возвратную пружину 3, корпус 4, в котором установлен постоянный магнит 5 на толкателе 2 и магниточувствительный элемент с катушкой 7 на магнитомягком сердечнике 6, продольная ось 8 которого перпендикулярна направлению перемещения постоянного магнита 5 и асимметрична его средней оси. Выполнение сердечника 6 магниточувствительного элемента в виде упругой пластины, один конец которой закреплен в корпусе 4, а свободный конец вблизи постоянного магнита 5, позволяет значительно увеличить амплитуду выходного сигнала. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам бесконтактной коммутации электрических цепей, и может быть использовано в приборах автоматики, электроники и вычислительной техники.

Цель изобретения повышение помехозащищенности за счет увеличения амплитуды выходного импульса и уменьшения влияния внешних магнитных полей.

На фиг. 1 представлена конструкция предложенного устройства в исходном состоянии; на фиг.2 расположение элементов после включения; на фиг.3 расположение элементов после включения для случая выполнения катушки из двух секций.

Устройство содержит клавишу 1, жестко связанную с толкателем 2, возвратную пружину 3, корпус 4, в котором установлен постоянный магнит 5 на толкателе 2 и магниточувствительный элемент с сердечником 6 из магнитомягкого материала и катушкой 7. Ось намагниченности постоянного магнита 5 направлена перпендикулярно продольной оси 8 сердечника 6 и соответствует направлению 9 перемещения постоянного магнита 5. Сердечник 6 выполнен в виде упругой пластины и закреплен на корпусе 4 одним концом 10, а свободный конец 11 расположен вблизи постоянного магнита 5. Продольная ось 8 сердечника 6 асимметрична средней оси постоянного магнита 5. Катушка 12 может быть выполнена из двух секций с возможностью перекоммутации выводов 13, 14. Конец 10 сердечника может быть закреплен на оси (не показано).

Устройство работает следующим образом.

В случае жестко закрепленного, дальнего от магнита 5 конца 10, в исходном положении сердечник 6 изогнут в сторону дальнего от клавиши 1 конца магнита 5. Это обусловлено тем, что продольная ось 8 сердечника 6 смещена в сторону полюса S магнита 5. Намагниченное тело всегда "втягивается" в область большого градиента магнитного поля, а максимальный градиент у полюсов магнита 5. Если сердечник 6 намагничен таким образом, что его N-полюс находится на свободном конце 11 (начальное состояние сердечника), то в исходном положении переключателя (до нажатия) конец с N-полюсом сердечника будет притягиваться к S полюсу постоянного магнита 5, при этом сила притяжения уравновешивается упругими силами сердечника 6.

При нажатии на клавишу 1 магнит 5 перемещается вниз, ось 8 сердечника 6 начинает перемещаться к центру магнита 5 и далее к полюсу N. При этом направление внешнего поля, создаваемого постоянным магнитом 5, меняется и появляется составляющая поля, направленная противоположно намагниченности сердечника, и, когда эта составляющая напряженности внешнего поля превышает напряженность поля сердечника 6, происходит скачкообразное изменение намагниченности сердечника 6. В этот момент происходит резкий, практически мгновенный, переброс свободного конца 11 сердечника 6. В катушке 7 вырабатывается импульс напряжения, амплитуда и длительность которого не зависят от скорости и величины изменения внешнего магнитного поля (скорости движения клавиши).

Данная конструкция позволяет, при прочих равных условиях с прототипом, получить выигрыш и в величине выходного сигнала.

При размещении на сердечнике 6 двух секций катушки 12 (см.фиг.3) в момент переброса свободного конца 11 пластины витки дополнительной секции пересекают с высокой скоростью магнитные силовые линии, что приводит к возникновению в ней импульса напряжения определенной полярности.

Выполнение магниточувствительного элемента в виде пластины, резко "перебрасывающейся", позволяет получить при малых габаритах устройства необходимый по величине импульс напряжения, стабильный как по величине, так и по продолжительности.

При этом суммируется импульс напряжения, наведенный в катушке в результате скачкообразного изменения намагниченности пластины, с импульсом напряжения, возникающим в результате резкого переброса пластины за счет пересечения катушкой магнитных силовых линий.

При данной конструкции предусмотрена возможность изменения величины выходного сигнала путем переключения концов 13 и 14 катушки 12, с которых снимается сигнал. Если φ₁- импульс напряжения, наведенный в результате изменения направления намагниченности пластины, а φ₂- импульс напряжения, возникающий в результате пересечения катушкой магнитных силовых линий, то при одном подключении результирующий сигнал φ=φ₁+φ₂,при другом подключении результирующий сигнал φ=φ₁-φ₂.

При этом, изменяя число витков катушки, можно получить результирующий сигнал с амплитудой в широких пределах (меняется φ₂, неизменная часть φ₁).

В силу градиентности магнитного поля напряженность последнего резко падает с расстоянием и при данной конструкции основная часть магнитных силовых линий будет приходиться на свободный конец 11 сердечника 6, если сердечник закрепить на железном, например, корпусе 4 через немагнитную прослойку (для исключения образования замкнутого магнитного контура) и толкатель выполнить из немагнитного материала (пластмассы, например), то данный переключатель без изменения конструкции может работать в самых сильных магнитных полях, поскольку корпус переключателя будет являться экраном.

Claims

1. БЕСКОНТАКТНЫЙ МАГНИТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий клавишу, жестко связанную с толкателем, возвратную пружину, корпус, в котором установлен постоянный магнит на толкателе и магниточувствительный элемент с катушкой на магнитомягком сердечнике, продольная ось которого перпендикулярна направлению перемещения постоянного магнита и асимметрична его средней оси, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности за счет увеличения амплитуды выходного импульса и уменьшения влияния внешних магнитных полей, сердечник магниточувствительного элемента выполнен в виде упругой пластины, один конец которой закреплен в корпусе, а свободный конец расположен вблизи постоянного магнита, причем катушка магниточувствительного элемента размещена на закрепленном конце упругой пластины.

2. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что катушка выполнена из двух секций.