SU993005A1 - Преобразователь перемещени в электрический сигнал - Google Patents

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, например, рабочих органов раз- 5 личных механизмов, в системах автоматики и т.п.

Известно устройство для измерения перемещений в диапазоне от долей до нескольких метрдв, содержащее Ю подвижный элемент - постоянный магнит, магниточувствительные элементы герконы, расположенные е заданным шагом по'пути перемещения магнита, обмотки подмагничивания герконов, .$ стабилизатор напряжения и ограничители тока - резисторы для питания этих обмоток, а также схему обработки сигналов и индикации перемещения, к которой подключены герконы 20

Недостатком известного устройства является его сложность и наличие большого количества магниточувствительных элементов, что снижает его надежность. 75

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения В электрический сигнал, содержащий П-образный магнитопровод, вдоль поверхности одного из продольных стержней которого размещены неподвижно _t со смещением один относительно дру- . того магниточувствительные.элементы - герконы, и установленный с возможностью перемещения вдоль продольных стержней магнитопровода подвижный элемент, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения и выполненный в виде короткозамкнутого витка. Виток охватывает второй продольный стержень П-образного магнитопровода. На поперечном стержне магнитопровода размещена обмотка возбуждения f2J.

Недостатком этого преобразователя является низкая надежность, обусловленная наличием большого количества магниточувствительных элементов, установленных с малым шагом, и возможность возникновения сбоев в их работе из-за отсутствия магнитомяг- » ких концентратов магнитного потока для каждого из этих элементов.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе перемещения в электрический сигнал, содержащий П-образный магнитопровод, неподвижный магниточувствительный элемент и установленный с возможностью пере993005 мещения вдоль продольных стержней магнитопровода подвижный элемент, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения, П-образный магнитопровод выполнен с зазором в его поперечном стержне для разме- 5 шения в нем магниточувствительного элемента и с периодически повторяющимися с шагом выступами на внутренних поверхностях его продольных стержней, а подвижный элемент выпол-·10 нен в виде стержневого постоянного магнита, размещенного между продольными стержнями магнитопровода параллельно им и снабженного магнитомягкими профилированными накладками, 15 одни концы которых взаимно перекре щены, а другие отделены один от другого воздушным промежутком С.^, длина которого не менее чем в три раза меньше шага L выступов магнитопро- вода.

На фиг. 1 схематично изображен преобразователь перемещения в электрический сигнал,' на фиг. 2 - то же со сдвигом подвижного элемента на · один выступ магнитопровода,' на фиг.Зраэрез А-А на фиг.1.

Преобразователь перемещения в электрический сигнал содержит П-образный 'магнитопровод 1, на внутрен- . них поверхностях продольных стержней которого выполнены выступы с шагом Eg, образующие гребенчатую поверхность,' а в зазоре попереч ного стержня размещен ’магниточувствительный элемент 2, например датчик

Холла. Между продольными стержнями магнитопровода 1 установлен связываемый с контролируемым объектом (не показан)/ в процессе измерения подвижный элемент, выполненный в виде 40 стержневого постоянного магнита 3.

К торцовым поверхностям постоянного магнита 3 прижаты магнитомягкие профилированные накладки 4, имеющие сбоку Z-образную форму (.'фиг. 3). 45

Одни концы этих накладок взаимно пе-, рекрещены, а другие отделены один от другого воздушным промежутком f .

К зажимам магниточувствительного элемента подключен блок 5 обработки 50 сигналов, выполненный в виде реверсивного счетчика.

Преобразователь перемещения в электрический сигнал работает следующим образом.

При перемещении постоянного магнита 3 вдоль продольных стержней Побраэного магнитопровода 1 в том или ином направлении,, показанном стрелками, магнитный поток создаваемый им, замыкается либо через левую, либо через правую магнитомягкую профилированную накладку 4 (в зависимости от положения постоянного магнита), а также через стержни маг-’ нитопровода 1-, пересекая магниточувствительный элемент 2.

В результате этого изменяется как величина, так и направление магнитного потока Ф_ИкИв магнитопроводе 1 (показано пунктиром). Эти .изменения магнитного потока регистрируются с помощью магниточувствительного Элемента 2, в котором генерируются пары разнополярных импульсов ЭДС при совпадении левой или правой накладки 4 с соответствующим выступом магнитопровода 1. В зависимости от направления перемещения постоянного магнита 3 отражающим в этой паре импульсов будет либо положительный, либо отрицательный импульс. Поскольку воздушный промежуток между. концами” профилированных накладок 4 значительно меньше (в 3 или более раз ) шага £ _в гребенчатой поверхности, 'образованной выступами магнитопровода 1, интервалы времени между следующими один за другим разнополярными импульсами каждой пары примерно во столько же раз меньше периода следования генерируемых пар импульсов. Эти пары импульсов поступают в блок 5 обработки сигналов - реверсивный счетчик, в котором осуществляется подсчет числа импульсов, пропорционального» перемещению с заданным интервалом дискретности,равным £^.

Благодаря уменьшению числа магниточувствительных элементов и обеспечению глубокой модуляции магнитного потока с помощью магнитомягких концентратов (выступов магнитопровода и профилированных магнитомягких накладок на торцах подвижного посто- . явного магнита) повышается надежность преобразователя и уменьшается возможность сбоев в его работе.

Claims (2)

1. мещени  вдоль продольных стержней магнитопровода подвижный элемент, св зываемый с контролируемым объек том в процессе измерени , П-образны магнитопровод выполнен с зазором в его поперечном стержне дл  размешени  в нем магниточувствительного элемента и с периодически повтор юш ,имис  с шагом 2g врступами на внут . поверхност х его продольных стержней, а подвижный элемент выпрл иен в виде стержневого посто нного .магнита, размещенного между продоль ными стержн ми магнитопровода парал лельно им и снабженного магнитом гкими профилированными накладками, одни концы которых взаимно перекрещены , а другие отделены один от дру 1ого воздушным промежутком C.J., длин в:оторого не менее чем в три раза меньше шага V. п выступов магнитопровода . На фиг, 1 схематично изображен преобразователь перемещени  в элект рический сигнал, на фиг. 2 - то же со сдвигом подвижного элемента на. один выступ маг 1итопровода, на фиг. разрез А-А на фиг.1. Преобразователь перемещени  в электрический сигнал содержит П-образный магнитопровод 1, на внутренних по.верхност х продольных стержней которого выполнены выступы с шагом tg, образующие гребенчатую поверхность, а в зазоре поперечного стержн  размещен магниточувств тельный элемент 2, например датчик Холла. Между продольными стержн ми магнитопровода 1 установлен св зыва мый с контролируемым объектом (не показан) в процессе измерени  подвижный элемент, выполненный в виде стержневого посто нного магнита 3, К торцовым поверхност м посто нного магнита 3 прижаты магнитом гкие про филированные накладки 4, имеющие сбоку Z-образную форму -{.фиг. 3). Одни концы этих накладок взаимно пе рекрещены, а другие отделены один от другого воздушным промежутком К зажимам магниточувствительного элемента подключен блок 5 обработки сигналов, выполненный в виде реверсивного счетчика. Преобразователь перемещени  в электрический сигнал работает следующим образом. . При перемещении посто нного магн та 3 вдоль продольных стержней Побразного магнитопровода 1 в том или ином направлении,, показанном стрелками, магнитный потокф создаваемый им, замыкаетс  либо через левую, либо через правую магнитом г кую профилированную накладку 4 (в зависимости от положени  посто нног магнита), а также через стержни магнитопровода 1 пересека  магнйточувствительный элемент
2. 2. В результате этого измен етс  как величина, так и направление магнитного потока Ф в магнитопроводе 1 (показано пунктиром). Эти .изменени  магнитного потока регистрируютс  с помощью магниточувствительного Элемента 2, в котором генерируютс  пары разнопол рных импульсов ЭДС при совпадении левой или правой накладки 4 с соответствующим выступом магнитопровода 1. В зависимости от направлени  перемещени  посто нного магнита 3 .отрастающим в этой паре импульсов будет либо положительный, либо отрицательный импульс. Поскольку воздушный промежуток t, между, концами профилированных накладок 4 значительно меньше (в 3 или более раз ) шага ц, гребенчатой поверхности , образованной выступами магнитопровода 1, интервалы времени между следующими один за другим разнопол рвыми импульсами каждой пары примерно во столько же раз меньше периода следовани  генерируемых пар импульсов . Эти пары импульсов поступают в блок 5 обработки сигналов - реверсивный счетчик, в котором осуществл етс  подсчет числа импульсов, пропорционального перемещению с заданным интервалом дискретности,равным , Благодар  уменьшению числа магниточувствительных элементов и обеспечению глубокой модул ции магнитного потока с помощью магнитом гких концентратов (выступов магнитопровода и профилированных магнитом гких накладок на торцах подвижного посто нного магнита ) повышаетс  надежность преобразовател  и уменьшаетс  возможность сбоев в его работе. Формула изобретени  Преобразователь перемещени  в электрический сигнал, содержащий Побразный магнитопровод, неподвижный магниточувствительный элемент и установленный с возможностью перемещени  вдоль продольных стержней магнитопровода подвижный элемент, св зываемый с контролируемым объектом в процессе измерени , отличающийс  тем, что г с целью по-, вышени  надежности, П-образный магнитопровод выполнен с за.зором в его поперечном стержне дл  размещени  в нем магниточувствительного элемента и с периодически повтор ющимис  с шагом 6п выступами на внутренних поверхност х его продольных стержней , а подвижный элемент выполнен в виде стержневого посто нного магни