SU987373A1

SU987373A1 - Position pickup

Info

Publication number: SU987373A1
Application number: SU813335143A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Михайлович Хроменко; Генриетта Израиловна Левитес; Надежда Алексеевна Ровдо; Александр Борисович Новиков
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1983-01-07

Description

' Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения движущегося объекта.'' The invention relates to measuring technique and can be used to determine the position of a moving object.

Известен датчик положения, содержащий чувствительные элементы, выполненные на магнитопроводах П-образной формы, разделенных воздушным зазором, в котором помещен кодовый диск с вырезами, служащий экраном для чувствительных элементов £11· Недостатком указанного датчика является большое потребление мощности возбуждения.A known position sensor containing sensitive elements made on U-shaped magnetic cores, separated by an air gap in which a code disk with cutouts is placed, serves as a screen for sensitive elements £ 11. The disadvantage of this sensor is the high excitation power consumption.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик положения, содержащий магнитопровод с зазором, индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде обмотай, размещенной на замкнутом ферромагнитном сердечнике, постоянный магнит и расположенный между ним и чувствительным элементом подвижный в плоскости зазора магнитопровода ферромагнитный экран, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом. Б датчике магнитопровод выполнен П-образным, а чувствительный элемент постоянный <The closest in technical essence to the invention is a position sensor containing a magnetic circuit with a gap, an inductive sensitive element made in the form of windings placed on a closed ferromagnetic core, a permanent magnet and a ferromagnetic screen movable in the plane of the magnetic field gap, connected between it and the sensitive element, connected in measurement process with a controlled object. The magnetic core of the sensor is made U-shaped, and the sensitive element is constant <

магнит размещены в его воздушном за. зоре C2J.magnet placed in its air behind. dawn C2J.

Однако датчик имеет низкую точность, обусловленную малой крутиз⁵ ной его характеристики преобразования вследствие недостаточной концентрации потока постоянного магнита в зазоре магнитопровода.However, the sensor has a low accuracy due to the small krutiz ⁵ hydrochloric its conversion characteristic due to insufficient concentration flux of the permanent magnet in the magnetic gap.

Целью изобретения является повы^и шение точности датчика.The invention aims povy shenie ^and sensor accuracy.

Указанная цель достигается тем, что в датчике положения, содержащем магнитопровод с зазором, индуктивный чувствительный элемент, выполненный •5 _{в ВИ}д_е обмотки, размещенной на замкнутом ферромагнитном сердечнике, постоянный магнит и расположенный между ним и чувствительным элементом __ подвижный в плоскости зазора магни топровода ферромагнитный экран, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, магнитопровод датчика выполнен в виде двух аналогичных расположенных с зазором короб25 чатых стаканов, в полостях которых вдоль оси их симметрии закреплены постоянный магнит и чувствительный элемент, выполненные с одинаковыми (геометрическими размерами в плос30 кости зазора.This object is achieved in that the position sensor comprising a magnetic core with a gap, an inductive sensor configured • _{5 VI} d _e windings placed on a closed ferromagnetic core, a permanent magnet and disposed between it and the sensing element __ movable in a plane magnesium gap toprovoda a ferromagnetic screen, connected during the measurement with the controlled object, the sensor magnetic circuit is made in the form of two similar boxed glasses with a gap of 25, in the cavities of which s axis of symmetry of the fixed permanent magnet and the sensor element formed with the same (geometric dimensions plos30 bone gap.

На чертеже показан датчик положе- . ния, общий вид.The drawing shows the position sensor. Niya, a general view.

Датчик положения содержит магнитопровод 1, состоящий из верхнего и нижнего коробчатых стаканов, расположенных таким образом, что между ними имеется зазор 2. На стенках полостей стаканов магнитопровода 1 вдоль оси симметрии стаканов закреплены постоянный магнит 3 и индуктивный чувствительный элемент 4, выполнен- 10 ный в виде обмотки 5, размещенной на замкнутом ферромагнитном сердечнике 6, имеющем дополнительную накладку, обращенную к постоянному магниту 3. Геометрические размеры посто- 15 янного магнита 3 и накладки на сер-* дечникё 6 чувствительного элемента в плоскости зазора одинаковы, что может быть обеспечено, например, за счет применения^ соответствующего 20 полюсного наконечника магнита 3.The position sensor contains a magnetic circuit 1, consisting of an upper and lower box-shaped cups arranged in such a way that there is a gap between them 2. A permanent magnet 3 and an inductive sensitive element 4 made in 10 are fixed on the walls of the cavity of the cups of the magnetic circuit 1 along the axis of symmetry of the cups feel the form of a winding 5 placed on a closed ferromagnetic core 6 having an additional plate facing the permanent magnet 3. You feel the geometric dimensions of the permanent magnet 3 and the lining on the core * 6 nogo element in the gap are the same plane, which can be achieved, for example, by the use of the corresponding 20 ^ 3 pole magnet tip.

В зазоре 2 магнитопровода 1 и между постоянным магнитом 3 и чувствительным элементом 4 расположен подвижный Ъ направлении А ферромаг- 25 нитный экран 7, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом.In the gap 2 of the magnetic circuit 1 and between the permanent magnet 3 and the sensing element 4, there is a movable b direction A of a ferromagnetic screen 7, connected during the measurement with the controlled object.

Датчик положения работает следующим образом. 3QThe position sensor operates as follows. 3Q

В исходном положении, когда объект не достиг заданного положения, подвижный экран 7 находится вне зазора датчика. При этом магнитный поток постоянного магнита 3 замыкается через стенки магнитопровода 1, зазор 2 и чувствительный элемент 4, геометрические размеры и материал которого выбраны таким образом, чтобы обеспечить насыщение его сердечника 6. При этом обмотка 5 чувст- вительного элемента имеет минимальное индуктивное сопротивление, что является сигналом датчика о том, что Объект контроля находится вне заданного положения. 45In the initial position, when the object has not reached a predetermined position, the movable screen 7 is outside the gap of the sensor. In this case, the magnetic flux of the permanent magnet 3 is closed through the walls of the magnetic circuit 1, the gap 2 and the sensing element 4, the geometrical dimensions and material of which are selected so as to ensure saturation of its core 6. Moreover, the winding 5 of the sensing element has a minimum inductive resistance, which is a sensor signal that the Control Object is out of a predetermined position. 45

При перемещении объекта контроля в заданное положение подвижный экран 7, двигаясь в зазоре 2, перекрывает поток постоянного магнита 3, проходящий через чувствительный элемент 4,50 что приводит к выходу его сердечни ка 6 из насыщенного состояния. При этом индуктивное сопротивление обмотки 5 чувствительного элемента принимает максимальное значение, что -является сигналом датчика о достижении заданного положения объекта контроля .When the control object is moved to a predetermined position, the movable screen 7, moving in the gap 2, blocks the flow of the permanent magnet 3 passing through the 4.50 sensing element, which leads to the exit of its core 6 from the saturated state. In this case, the inductive resistance of the winding 5 of the sensing element assumes the maximum value, which is the signal of the sensor when the specified position of the control object is reached.

Коробчатая форма магнитопровода, размещение и аналогичность геометрических размеров постоянного магнита и чувствительного элемента в плоскости зазора обеспечива!зт пространственную концентрацию и большой диапазон изменения потока через чувствительный элемент при перемещении экрана/ что повышает крутизну характеристики преобразования датчика, а следовательно, увеличивает его точность.The box-like shape of the magnetic circuit, the placement and similarity of the geometric dimensions of the permanent magnet and the sensitive element in the plane of the gap provide spatial concentration and a wide range of flux changes through the sensitive element when the screen moves / which increases the steepness of the sensor conversion characteristic and, therefore, increases its accuracy.

Claims

The drawing shows the position sensor, a general view. The position sensor contains a magnetic core 1 consisting of upper and lower box-shaped glasses arranged in such a way that there is a gap 2. There is a permanent magnet 3 fixed to the walls of the cavities of the glasses of the magnetic circuit 1 along the axis of symmetry of the glasses the form of a winding 5 placed on a closed ferromagnetic core b, having an additional overlay facing the permanent magnet 3. The geometrical dimensions of the permanent magnet 3 and the lining on the core 6 are sensitive The elements in the plane of the gap are the same, which can be achieved, for example, by using the corresponding pole tip of the magnet 3. In the gap 2 of the magnetic circuit 1 and between the permanent magnet 3 and the sensitive element 4 there is a ferromagnetic screen 7 that is movable in direction A measurement process with a controlled object. The position sensor operates as follows. In the initial position, when the volume has not reached the predetermined position, the movable screen 7 is outside the sensor gap. At the same time, the magnetic flux of the permanent magnet 3 is closed through the walls of the magnetic circuit 1, the gap 2 and the sensitive element 4, the geometrical dimensions and material of which are chosen in such a way - to ensure the saturation of its core 6. At the same time, the winding 5 of the sensitive element has the minimum inductive resistance, what is the sensor signal there, that the Control Object is out of a predetermined position. When the control object is moved to a predetermined position, the movable screen 7, moving in the gap 2, blocks the flow of the permanent magnet 3 passing through the sensing element, which causes its serlecnik 6 to exit from the saturated state. In this case, the inductive impedance of the winding 5 of the sensitive element takes the maximum value, that. It is a sensor signal that the target position has been reached. The box shape of the magnetic core, the placement and the similarity of the geometric dimensions of the permanent magnet and the sensitive element in the plane of the gap provide spatial concentration and a large range of flow through the sensitive element when the screen is moved / which increases the slope of the sensor's conversion performance, and therefore, increases its accuracy. Claims of the Invention A position sensor containing a magnetic core with a gap, an inductive sensitive element made in the form of a winding / placed on a closed ferromagnetic core, a permanent magnet and a ferromagnetic shield moving in the plane of the magnetic core gap between the magnetic core and connected to controlled object, characterized in that, in order to increase accuracy, the sensor magnetic circuit is made in the form of two similar box-shaped glasses arranged with a gap In the cavities of which along the axis of their symmetry there are fixed j permanent magnet and sensitive element, made with the same geometrical dimensions in the plane of the gap. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate №132860, cl. G 08 C 9/04, 1972.

2. USSR author's certificate No. 504223, cl. G 08 C 9/04, 1978 (prototype).