SU823830A1 - Преобразователь линейных перемещений - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

. . . , . Изобретение относитс  к контрольно-измерительной и счетно-решающей технике и может быть использовано дл измерени  и регистрации перемещений с высокой степенью точности при повышенньк температурах. По основному авт. -св. №460438 известен преобразователь линейных перемещений, содержащий секции-, обмотки возбуждени , два элемента Холла и магнитопровод в виде двух идентичных .симметрично расположенных С-Образных частей с удлинённы полюсами , охватывающими ферромагнитную пластину, образукидую с равномерные воздушные зазоры, в которых размевдены два подвижных фёрромаг итHtaat стержн  1.. . .: Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  при повышенных температурах. Это обу словлено изменением активного сонротивлени  обмотки возбуждени , магн т ной проницаемости материала мапттопрсдаода и параметров элементов Холла nim изменении температуры окружакндей среды. Цель изобретени  - повышение точности измерений при изменении температуры . Поставленна  цель достигаетеч тем, что преобразователь снабжен двум  дополнительными элементами Холла,. соединенными согласно и установленНБми р дом с основными элементами Холла в отверсти х магнитопровода и схемой автоматической регулировки усилени , котора  входом соединена с потенциальными клеммами дополнительных элементов Холла, а выходом - с токовыми клеммами всех элементов Холла. Кроме того, схема автоматичесзкой регулировки усилени  выполнена в виде соединенных последовательно демодул тора , интегратора, оптической пары светодасод-фоторезистор и операционного усилител . На фиг. 1 изображен преобразователь линейных перемещений, общий вид; на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема преобразовател . Преобразователь состоит из магнитопровода 1, элементов 2, 3, 4 и 5 Холла, размещенных в зазоре магнитной системы,, причем выходные ЭДС элементов 2 и 3 Холла включены всречно , а 4 и 5 - согласно, секций 6 и 7 обмотки возбуждени , сосредоточенных иа основани х магнитопровода.

феррсмагнитйой пластины 8, расподо- женной между,стержн бш магнитопро ода 1, подвижного ферромагниткого ciep«й  §, кинемд ически св занного q .объектом, и подвижного ферромагнитного сте{ кн  10, идентичного стержню 9, и обработки сигнала, вклшааЩ&И демодул тор II, н«тегратор 12, сйетодйод 13, фЬтореэиотор 14 и операционный усилитель 15, Вход демодул тора 11 св зан с дЬполнительнш4и элементами 4 и 5 Холла, а выход подключен к инве{ Фируюг1(ему входу интегратора 12, К вьшоду инт егратсфа 12 подключен катод светсйиоДа Д.З, аноД которого соединен с обаде: имной, Свётоднод 13 оптич;ескй св зан с фбторезистором 14, включенньм между выходом   Инвертирующгал входсм операционного усилител  15, а вшод последнего св зан с ТОКОВ1ЛШ клеммами элементов 2, 3, 4 и 5 Холла.

Преобразователь работает следующим образом.

Секции б и 7 обмотки возбуждени  питаютс  переменным, током. Магнитнье потоки, создаваемые зтиьм обмотками, згашкаютс  по замкнутым.контурам через магнитопрОвод 1, подвижные стержни -9 и 10 и эл«центы 2, 3,4. и 5 Холла , , - , ,

ЭДС на выходе элемента Холла

, Где К - коэффициент пропоВДионально- - сти , . , .

X - ток питани  элемента Холла; В - индукци  магнитного потока,

пронизывгиоедего злемент Холла При перекёщении подвижиого стержн  9,кинед4атически св занного с объектом , влево индукци  магнитного потока ,. 1фонизьюа1оща  элементы 2 и 4, увеличиваетс , д индукци  магнитного потока, пронизьюающа  элементы 3 и 5 ткеньшаетс . При этом ЭДС на выходе злементов 2 и 4. увеличиваетс  , а на выходе элементов 3,и 5 уменьшаетс . Ввиду встречногЬ включени  сумтриа  ЭДС злементсж 2 и 3 линейно зависит от пере ю1кени  подвижного сте|и1сн  9. Так как элемента 4 и 5 согласно, то суммарна  ЭДС не зависит от перемещений подвижного стержн  9..

Дл  регулировки нулевого сигнала необхОднмо перемесаать ртержень 10 в (про.тивоположную сторону от перемеадегни  стержн  9. ЭДС на выходе элемента 2 и 3, возникающа  от перемеце;ни  стержн  9, коот1енсирует ЭДС, возникающую от перемещени  стержн  10. При любом положении стержн  9, г перемеща  стержень 10, можно добнть . с  нулевого суммарного сигнала на выходе элементов 2 и 3 Холла.

При изменений температуры окружаюпрй среды, вследствие изменени  акймвного сопротивлени  обмотки возбуждени , магнитной проницаемости магЙ топровода, параметров элементов 2,3, 4 и 5 Холла измен етс  выходна  суммарна  ЭДС элементов 2 и 3 как от перемеЕс;ени , так и от температуры.

Евиду согласного включени , суммарна  ЭДС на аыходе дополнительных элементов 4 и 5 измен етс  в функции

температуры. Напр жение через демодул тор 11 подаетс  на инвертирующий вход интегратора 12 и сравниваетс  с опорным напр жением Uon, подаваемым на неинвертирующий вход интегратора 12. Разность подаваемого напр жени  и опорного интегрируетс  и измен ет , посредством ов зи-через све тодиод 13 и фоторезистор 14, коэффициент передачи операционного усилител  15, т.е. измен ет токи питани , элементов 2,3, 4 и 5 Холла. Этим самьвл поддерживаетс  стабильной фуНйг ци  преобразовани  в широком диапазоне температур (от -60 до )

с погрешостыо не более 1% на 100°С.

Высока  ст абИЛьность работы преобразовател  в широком диапазоне температур , дае возможность лспользовать предлагаемый преобразователь в качестве элемента системы автоматического регулировани .

Фо{Я4у а изобретени 

1.Преобразователь линейных перемещений по авт. св. 460438, о .тл и ч а ю щ н и с   тем, что, с целью повшюни  точности измереи1 й 1ФЙ из менеиии те1«}ерату| ы, он снабжен двум  вополнительй{|0 и элеме та ш ХО;ша, соединен(«взд1 еогласно и установлеины«ш р дом с ocHOBH|iMH элемента Хол ла в отверсти х магнитокроеода и схе««эй автоматич еской регулировки усилени , koTopaiH входст соединена с потенциалы«б В1 клеммшф дополнительных элементов) Холл«1, а выходом - с токовшли клеммами всех элементов Холла.

2.йрео азователь tfo п. 1, о тл и ч а ю ut И й.с   тем, что, с целью повышени  точности измерений при изменении T tniepaTypH, схема { тОматической регул рсйв.ки усилени  аьгаолие

, на в виде соединен(Н9ВС пОсАеживательно ;1: модул тора, 1Шт«г 9Т а, оптической пвры саетОДио  Фбтореэис сф и операционного усилител . . Иегоч«ш(и и«фсз Ш1«и хин тые 8о жнимамие при sKciteptitse 1. смшете | с7во СССР в 4604Э8, «  S 01 D 5/2Ф, 1975 {i4 oТОТЙП ).

ge.

Ь

S

:p cf

5«

/5

у

к

.

Фиг.2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   35 1. Преобразователь линейных перемещений по авт. св. Н 460438, о ,тлич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений при изменении теьшературы, он снабжен дву46 мя дополнительными элементами холла, соединенном» согласно и установленными рядом с основными элементам» Холла в отверстиях магнитопровода и схемой -автоматической регулировки уси,, ления, которая входе»» соединена с нотенциальньми клеммами дополнительных элементов Холла, а выходом - с токовыми клеммами всех элементов Холла* 2. Преобразователь по п. 1’, о т__ дичающийся тем, что, с целью ³⁰ повышения Точности измерений при изменении температуры, схема автоматической регулировки усиления выполнена ввиде соединенныхпоследователько демодулятора, интегратора, опти55 ческой пары светодиод-фоторезистор и операционного усилителя.

   Источникиинформации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР др № 468438, кя« G 01 О 5/20, 1975 (прототип) .