Гальваномагнитный преобразователь перемещения

Гальваномагнитный преобразователь перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий квадрупольную магнитную систему с обращенными один к другому полюсными наконечниками и размещенный между ними в центре системы и связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения гальвано магнитный элемент, продольная ось которого сов1шдает с одной из магнитных нейтралей квадруполыюй системы, отличающийся тем. что. с целью расширения диапазона преобразования, рабочие поверхности полюсных наконечников спрофилированы по эвольвентам, эволютами которых являются окружности радиуса R. точки возврата эвольвент лежат на прямых, проходящих через центры эволют и параллельных продольной оси гальвано магнитного элемента, а радиус г окружности , вписанной между полюсными наконечниками , связан с радиусом R .эволют соотнощением г / R 1.14. сл ю ;о 1с со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 50 G 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВ .Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3384688/ 25-28 (22) 22.01.82 (46) 07.06.83. Бюл. N 21 (72) Г. И. Котенко, M. Б. Фарберов, С. А. Татлок и Е. В. Полетаева (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621;317.39:531.41 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР No 299743, кл. G 0.1 0 5/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 400799, кл. G 01 В 7/24, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР N 589538, кл. G 01 В 7/00, 1978 (прототип).

;. (54) (57) ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий квадрупольную магнитную систему с обращенными !

„„Я0„„1021929 A

\ один к другому полюсными наконечниками и размещенный между ними в центре системы и связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения гальваномагнитный элемент, продольная ось которого совпадает с одной из магнитных нейтралей квадрупольной системы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, рабочие поверхности полюсных наконечников спрофили-, рованы по эвольвентам, эволютами которых являются окружности радиуса R, точки возврата эвольвент лежат на прямых, проходящих через центры эволют и параллельных продольной оси гальваномагнитного элемента, а радиус г окружности, вписанной между полюсными наконечниками, связан с радиусом R эволют соот- ношением г / R Э 1,14.

1021929 кием

Изобретение относится к контрольно-измери тельной технике и может быть использовано, в частности, для измерения различных физических величин, преобразуемых в механическое перемещение подвижного элемента. 5 . Известны гальваномагнитные преобразователи перемещения, содержацще квадрупольную магнитную систему с полюсными наконечниками различных профилей, например плоским (1) или гиперболическим (2). В пространстве между по10 люсными наконечниками магнитной системы размещен гальваномагнитный элемент, например датчик Холла, чувствительный к градиенту магнитного поля в этом пространстве.

Недостатком этих преобразователей является 15 ограниченная чувствительность и небольшой дна " пазон измеряемых перемещений, обусловленные малой величиной и. ограниченным пространством, в котором обеспечивается постоянство градиента магнитного поля. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гальваномагнитный преобразователь перемещения, содержащий квадрупольную магнитную систему с обращенными один к другому полюсными наконечниками 25 и размещенный между ними в центре системы и связываемый с контролируемым объектоМ в процессе измерения гальваномагнитный элемент, продольная ось которого совпадает с одной из магнитных нейтралей квадрупольной З0 системы, вдоль которой и совершается контролируемое перемещение. Полюсные наконечники квадрупольной магнитной системы преобразо вателя профилированы по плоскости и цилиндру вдоль направления контролируемого пере.> мещения гальваномагнитного элемента, благодаря чему повышается линейность выходной характеристики преобразователя (33.

Однако диапазон контролируемых перемещений такого преобразователя невелик, что обусловлено ограниченностью рабочего прост- ранства, в котором обеспечивается постоянство градиента магнитного поля.

Целью изобретения является расширение . диапазона преобразования. 44)

Поставленная цель достигается тем, что в гальваномагнитном преобразователе перемещения, содержащем квадрупольную магнитную систему с обращенными один к другому полюсными наконечниками и размещенный между ними в центре системы и связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения гальваномагнитный элемент, продольная ось которого совпадает с одной иэ магнитных нейтралей квадрупольной системы, рабочие поверхности полюсных наконечников спрофилированы по эвольвентам, эволютами которых являются окружности радиуса R, точки возврата эвольвент лежат на прямых, проходящих через центры эволют и параллельных продольной оси гальваномагнитного элемента, à pa ye r окружности, вписанной между полюсными наконечниками, связан с радиусом R эволют соотноше;. г/ и > 1,14

На чертеже схематично изображен гальваномагнитный преобразователь перемещения, разрез.

Преобразователь содержит квадрупольную магнитную систему, состоящую из четырех полюсных наконечников 1-4 чередующейся полярности и — S. В центре магнитной системы размещен гальваномагнитный элемент 5, например датчик Холла или магниторезистор и т. и., продольная ось которого совпадает с одной из магнитных нейтралей ОХ или ОУ квадрупольной магнитной системы, вдоль которой совершается контролируемое перемещение, в данном случае перемещение по оси ОХ. Контуры Нолюсных наконечников 1-4 образованы эвольвентами, эволютами которых являются окружности с ради. усами R. Точки А возврата звольвент лежат на прямых, проходящих через центры О., эволют и параллельных оси ОХ, с которой совпадает продольная ось гальваномагнитного элемента 5.

Радиус r окружности, вписанной между полюсными наконечниками, превышает радиус R эволют в 1,14 раз и определяет область, в которой имеет место линейное распределение магнитного потенциала, т. е. постоянство градиента магнитного поля в любом направлении от центра О к периферии.

Таким образом, расстояние 2r определяет диапазон контролируемых перемещений данного преобразователя.

Гальваномагнитный преобразователь перемещения работает следующим образом.

При перемещении гальваномагнитного элемента 5, связываемого с объектом измерения, вдоль магнитной нейтрали, совпадающей с осью ОХ;.квадрунольной магнитной системы, он пронизывается магнитными силовыми линиями, плотность KoTopblx увеличивается в направлении от центра О квадрупольной магнитной системы к ее периферии. Благодаря постоянству градиента магнитного поля в зоне, определяемой радиусом г окружности, вписанной между полюсными наконечниками 1-4, при смещении гальваномагнитного элемента 5 на величину 1 на его выходе появляется электрический сигнал, пропорциональный величине этого смещения. Размеры гальванамагнитного элемента 5 выбираются в 2-3 раза меньшими радиуса г вписанной окружности, что связано с уменьшением коэффиииейта передачи и увеличением погрешности от неточности установки гальваномагнитного элемента относительно .оси ОУ. Выбор соотношения r /R >i I,14 ограничен сверху нарушением постоянства градиента неоднородного магнитного поля, а

Составитель С, Скрыпник

Техред Т.Фанта

Редактор Г. Волкова

Корректор.А..Тяжко

Подписное

Заказ 4022/30

Тираж 602

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 - 1021929 .. 4 снизу» уменьшением коэффициента передачи, диапазоне„по сравнению с известным лреобрат. е. чувствительности гальваномагнитного пре- зователем, обеспечнваетси постоянство градиен обраэователя. - . - .. та магнитного поля, а следовательно, линейБлагодаря профилированию полюсных.на- ность вцходной.характеристики гальваномагконечников по эвольвенте в,более широком нитного преобразователя.