SU682754A1

SU682754A1 - Position sensor

Info

Publication number: SU682754A1
Application number: SU772497223A
Authority: SU
Inventors: Валентин Михайлович Кацман
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1977-06-17
Filing date: 1977-06-17
Publication date: 1979-08-30

Description

(54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ(54) POSITION SENSOR

Изобретение относитс к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл контрол положени объекта, например рабочего органа механизма , обеспечива переключение различных схем в определенном положении (угловом или линейном) контролируемого объекта. Известный датчик положени , выполненный на герконах, содержит подвижные посто нные магниты, число которых равно числу герконов и которые св заны с контролируемыми элементами объекта, обеспечива замыкание герконов при определенном положении соответствующего контролируемого элемента 1. Благодар использованию герконов датчик обладает большим сроком службы и малыми габарита ми. Однако при достаточно высокой ПЛОТНОСТ1И монтажа герконов взаимные помехи, создаваемые смежными магнитами, оказываютс значительными, что уменьшает точность контрол положени , так как эти помехи привод т к несвоевременному срабатыванию герконов. Наиболее близким к изобретению вл етс датчик, содержащий корпус, в котором размещены геркон, посто нный магнит и экран, выполненный из магнитом гкого материала и св занный со штоком, который установлен с возможностью совершени им возвратно - поступательного перемещени . Экран может быть цилиндрическим или иметь какую-либо другую форму 2. Такой датчик обладает недостаточно высокой точностью, так как включение и выключение геркона при пр мом и обратном ходе щтока соответственно происходит при различных положени х экрана. Это обусловлено различными значени ми намагничивающей силы включени и выключени геркона, т. е. влением магнитного гистерез-иса . Целью изобретени вл етс повышение точности срабатывани датчика положени . Цель достигаетс тем, что экран соединен со штоком фрикционно, а корпус датчика снабжен регулируемыми ограничител ми хода экрана. Рассто ние между регулируемыми ограничител ми определ етс формулой , где / - длина хода шторки, мм; L - длина хода щтока, мм: А - величина гистерезиса срабатывани геркона, . На фиг. 1 схематично изображена конструкци датчика положени ; на фиг. 2 - схема образовани гистерезиса срабатывани геркона.The invention relates to the field of instrumentation technology and can be used to control the position of an object, such as the working body of a mechanism, providing switching of various circuits in a certain position (angular or linear) of the object being monitored. The known position sensor, made on reed switches, contains movable permanent magnets, the number of which is equal to the number of reed switches and which are associated with the controlled elements of the object, ensuring the closure of the reed switches at a certain position of the corresponding controlled element 1. Due to the use of reed switches, the sensor has a long service life and small size mi However, with a sufficiently high mounting density of reed switches, the mutual interference generated by adjacent magnets is significant, which reduces the accuracy of position control, since this interference leads to untimely triggering of the reed switches. Closest to the invention is a sensor comprising a housing in which a reed switch is placed, a permanent magnet and a screen made of a magnetically soft material and connected to a rod, which is mounted so as to make reciprocating movement with it. The screen may be cylindrical or have some other shape 2. Such a sensor has insufficient accuracy, since the reed switch on and off during the forward and reverse stroke of the rod, respectively, occurs at different screen positions. This is due to different values of the magnetizing force of the on and off of the reed switch, i.e. the phenomenon of a magnetic hysteresis. The aim of the invention is to improve the accuracy of the position sensor. The goal is achieved by the fact that the screen is connected to the rod frictionally, and the sensor body is equipped with adjustable screen limiters. The distance between the adjustable limiters is determined by the formula, where / is the stroke of the shutter, mm; L is the stroke length of the stem, mm: A is the magnitude of the hysteresis of the reed switch actuation,. FIG. Figure 1 shows schematically the design of a position sensor; in fig. 2 is a diagram of the formation of a hysteresis in the operation of a reed switch.

Датчик положени собран в немагнитном корпусе / (условно корпус показан прозрачным). Шток 2 сзободно проходит через подшипники в боковых стенках корпуса . Шток 2 соедин етс с подвижной частью контролируемого объекта. Внутри корпуса на шток насажен через фрикционную пару 3 экран 4, выполненный из магнитом гкого материала в виде шторки.The position sensor is assembled in a non-magnetic body / (conventionally, the body is shown transparent). The rod 2 freely passes through the bearings in the side walls of the housing. The rod 2 is connected to the movable part of the object to be controlled. Inside the case, a screen 4, made of a magnet of a soft material in the form of a curtain, is mounted on a rod through a friction pair 3.

Поворот экрана относительно оси штока предотвращаетс любыми известными средствами . Фрикционное соединение обеспечиваетс подбором материала штока и экрана и может дополн тьс прижимной пружиной. Внутри корпуса установлены и закреплены один напротив другого по обе стороны экрана геркон 5 и посто нный магнит 6. На боковых стенках корпуса закреплены регулируемые ограничители 7, выполненные з виде дисков, насаженных на концы винтов, которые ввернуты в резьбовые отверсти боковых стенок корпуса.Rotation of the screen relative to the stem axis is prevented by any known means. The friction connection is provided by the selection of the material of the rod and the screen and can be supplemented by a pressure spring. Inside the case, the reed switch 5 and the permanent magnet 6 are installed and fixed one opposite the other on the side of the screen. Adjustable restraints 7 are mounted on the side walls of the case.

После регулировки винты стопор тс . Перед началом работы рассто ние между огранич.ител ми устанавливают меньшим, чем длина L хода штока на величину Д, соответствуюш ,ую гистерезису срабатывани данного образца геркона и представл ющую собой разницу между положением кра Л, экрана, когда геркон отключаетс , и положением Н того же кра экрана, когда геркон включаетс (фиг. 2). Размер экрана - шторки выбираетс так, чтобы в крайнем правом положении h геркон был полностью отделен экраном от магнита. В этом положении геркон выключен. При обратном перемещении штока с экраном (показано прерывистой стрелкой) геркон включаетс в положение /Z2 кра экрана, так как дл его включени необходимо большее значение магнитного пол , чем дл выклЕОчени .After adjusting the screws the stopper vehicle. Before starting the work, the distance between the limiters is set smaller than the length L of the stroke of the rod by the value D, corresponding to the hysteresis of the response of this sample of reed switch and representing the difference between the position of edge L of the screen when the reed switch is turned off and the position H the edges of the screen when the reed switch is turned on (Fig. 2). Screen size - the shutter is chosen so that in the extreme right position h the reed switch is completely separated from the magnet by the screen. In this position the reed switch is off. When moving the rod with the screen backward (shown by a broken arrow), the reed switch is turned on to the / Z2 position of the edge of the screen, since to switch it on a larger magnetic field is needed than to turn it off.

Датчик положени работает следующим образом. The position sensor operates as follows.

В исходном состо нии (фиг. 1) шток 2 находитс в левом крайнем положении, экран 4 упираетс в левый ограничитель 7. При движении штока 2 вправо вместе с ним движетс экран 4, так как он соединен со штоком фрикционно. Левый ограничитель 7 предварительно регулируетс так, чтобы в середине хода штока правый край экрана зан л положение h, вследствие чего геркон выключаетс . В конце второй половины хода штока правый край экрана упираетс в правый ограничитель. Экран останавливаетс , а шток движетс до конца своего хода равного L. Так как правый упор установлен в положение, при котором длина хода экрана равна L-А, то при обратномIn the initial state (Fig. 1), the rod 2 is in the left extreme position, the screen 4 abuts against the left stop 7. When the rod 2 moves to the right, the screen 4 moves as it is connected to the rod frictionally. The left stop 7 is pre-adjusted so that in the middle of the rod stroke the right edge of the screen is set to position h, as a result of which the reed switch is turned off. At the end of the second half stroke of the rod, the right edge of the screen rests against the right limit. The screen stops, and the rod moves to the end of its stroke equal to L. Since the right stop is set to a position where the screen stroke length is L-A, with reverse

движении щтока, когда включение геркона произойдет в положении экрана /12, онО теперь будет соответствовать как раз середине хода штока. Таким образо.м, включениеThe movement of the rod, when the reed switch is turned on in the position of the screen / 12, it will now correspond exactly to the mid stroke Thus, the inclusion

I выключение геркона будет происходить в одном и том же положении штока - в среднем.I turn off the reed switch will be in the same position of the rod - on average.

Предлагаема конструкци датчика положени не вл етс единственно возможной . Корпус датчика, экран, шток, ограничители могут быть и другой формы, но при этом об зательным должно быть фрикционное соединение экрана со штоком, а упоры должны регулировать положение включени геркона и ограничивать ход экрана.The proposed design of the position sensor is not the only one possible. The sensor body, screen, stem, limiters can be of another shape, but the frictional connection of the screen with the rod should be mandatory, and the stops should adjust the switch-on position of the reed switch and limit the screen stroke.

Благодар такому выполнению датчика обеспечиваетс возможность регулировани моментов срабатывани геркона, так с помощью регулируемых ограничителей длина хода экрана уменьшаетс по сравнению с длиной хода штока,, следовательно и контролируемого объекта, на величину , соответствующую зоне гистерезиса геркона. Гистерезис при этом можно скомпенсировать до нул , а при необходимости может быть обеспечена и перекомпенсаци гистерезиса.Due to such an embodiment of the sensor, it is possible to adjust the response times of the reed switch, so with the help of adjustable stops, the screen stroke length is reduced compared to the stroke length of the rod, and therefore the object being monitored, by an amount corresponding to the reed switch hysteresis zone. In this case, the hysteresis can be compensated to zero, and if necessary, hysteresis can be compensated.

Предлагаемый датчик положени обеспечивает высокую точность положени нереключени геркона при пр мом и обратном ходе щтока.The proposed position sensor provides high accuracy of the position of the non-switching of the reed switch during forward and reverse stroke of the choke.

Формула п 3 о б р е т е и Formula p 3 about b e e e

Claims

1. A position sensor comprising a housing in which a reed switch is located, a permanent magnet and a screen of magnetically flexible material associated with a rod mounted for reciprocating movement, characterized in that, in order to improve accuracy by eliminating the influence of the hysteresis is triggered by the reed switch, the screen is connected to the friction rod, and the sensor housing is provided with adjustable screen movement limiters.

2. A position sensor according to claim 1, characterized in that the distance between adjustable limiters is determined by the formula / L-A,

where / is the stroke length; blinds, L - stroke length of the shaft, lsh; A is the magnitude of the hysteresis of the response of the reed switch, mm.

Sources of information taken into account in the examination:

1. US patent No. 3155792, cl. 335-206, 1967.

2. US Patent L 3626340, cl. 335-205, 1970.

1 I 1

Fig 2