Гальваномагнитный преобразователь перемещения Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к контрольно-измери тельной технике и может быть использовано, в частности, для измерения различных физических величин, преобразуемьгх в механическое переме щение подвижного элемента. V Известны гальвано магнитные преобразователи перемещения, содержа1шие квадрупольную магнитную систему с полюсными найонечниками р личных профилей, например плоским 1 или гиперболическим (2J. В пространстве между по люсными наконечниками магнитной системы размещен гальвано магнитный элемент, например датчик Холла, чувствительный к градиенту магнитного поля в этом пространстве. Недостатком эотх преобразователей является ограниченная чувствительность и небольшой даа пазон измеряемых перемещений, обусловленные малой величиной и, ограниченным пространство в котором обеспечивается постоянство градиента магнитного поля., Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гальваньмагнитньш преобразователь перемещения, содержащий квад руполшую магнитную систему с обращенными один. к другому полюсными наконечниками и размещенный между ними в центре системы и связьшаемьш с контролируемым объектом в процессе измерения гальваномагнитньй элемент, продольная ось которого совпадает с одной из магнитных нейтралей квадрупольной системы, вдоль которой и соверщается контролируемое перемещение. По;;юснью наконечник квадрупрльной магнитной системы преобразователя профилированы по плоскости и цилиндру вдоль направления контролируемого перемещения гальваномагнитного элемента, благодаря чему повышается линейность выходной характеристики преобразователя 3, 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 преобразовашя.. Поставленная цель достигается тем, что в гальваномагнитном преобразователе перемещения, содержащем квадрупольную магнитную систему с обращенными один к рругому полюсными наконечниками и размещенный между ними в центре системы и связьтваемый с контролируемым объектом в процессе измерешш гальваномапштный элемент, продольная ось которого совпадает с одной из магнитных нейтралей квадр польной шстемы, рабочие поверхности полюсных наконечнико1В шрофилирозаны по эвольвентам, эволютами которых являются окружности радиуса R, толки возврата эвольвент лежат на прямых, проходящих через центры эволют и параллельных продольной оси гальваномаг:нитного элемента, а радиус г окружности, вписанной между полюсными наконечниками, свяэан с радиусом R эволют соотношением: Г/В 1,14 На чертеже схематично изображен гальваномагнитный преобразователь перемещения, разрез. Преобразователь содержит квадрупольную магнитную систему, состоящую из четырех полюсных наконечников 1-4 чередующейся полярности N-S. В центре магнитной системы размещен гапьваномагнитньш злёмент 5, например датчик Холла или мапшторезистор и т. п., 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 йолюсных наконечников 1-4 образованьд эвольвентами, , эволютами которых являются окружности с радиусами R. Тойси А возврата эвольвент лежат на прямых, проходящих через центры 0 зволют и параллельных оси ОХ, с которой совпадает продольная ось гальваномагнитного элемента 5. Радиус г 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 2г определяет диапазон контролируемых перемещений данного преобразователя. Гачьваномагнитный преобразователь перемещения работает следующим образом. При перемещении гальваномагнитного элемента 5, сВязьшаемого с объектом измерения, вдоль магнитной нейтрали, совпадающей с осью ОХ у квадрупольной магнитной системь, он пронизьтается магнитными силовыми линиями, плотность которых 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 гальваномапштного элемента 5 выбираются в 2-3 раза меньшимирадиуса г вписанной окружности, что связано с уменьшением коэффициейта передачи и увеличением погрешности от неточности установки гальваномапштного элемента относительно оси ОУ. Выбор соотношения г/В Г,14 ограничен сверху нарушением постоянства градиента неоднородного магнитного поля, а

310219294

снизу уменьшением коэффициента передачи,диапазоне, по qmeHeHino с известным преобрат. е. чувствительности гальваномагнитного пре-зовагелем, обёодечтается постоянство грйдиенобразовахеля. .тамагнитного поля, а след ательно, линейБлагодаря профнп11рованию полюсных иа-ность вцходм харшскристикя гальваномагконечников по эвольвенте в ;более широком , ннтного 1ф }6разователя.

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