Преобразователь перемещения в код Советский патент 1983 года по МПК H03M1/30 G01B7/00 G01B7/06 

2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийся тем, что формирователь выхоаного кода соаержит транзис-торы типа п-р-пи резистор, один вывод резистора соединен с входом питания формиро104254 вателя выходного кода, управляющие входы которого поцключены к эмиттерам и базам TpaHSHCTOfDOB, а коллекторы транзисторов соединены с другим выводом резистора.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содернсаЛий подвижную зубчатую рейку, две пары расположенных параллельно стержней с- зубцами на одних торнах, обращенных к зубцам подвюкной зубчатой рейки, одна пара стержней смешена относительно другой стержней на расстояние, равное половине зубцового деления, и каждая пара стержней со стороны других тощов замкнута тороидальным магнйтопроводом, /на котором расибложена обмотка подмагничивания, однивыводы каждой из обмоток подмагничивания подключены к разнополярным выходам источника постоянного тока,о тличающийся тем, что, i с целью упрощения преобразователя и повышения его помехоустойчивости, в преобразователь введены формирователь выходного кода и обмотки управления, размещенные попарно на тороидальных магнитопроводах, одни выводы обмоток управления подключены к отрицательному . , выходу источника постоянного, тока, а дру-ig гие выводы обмоток управления соедине(Л ны с управляющими входами формирователя выходного кода, вход питания которого подключен к положительному выходу источника постоянного тока, разнополяр ные выходы которого соединены с цругими выводами каждой из обмоток подмагничивания.,

.1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для преобразования линейных и угловых перемещений в цифровой код...5

Известен npeo6pa3OBaTienb линейных перемещений в код, содержащий две парыЛ -образных магнитопроводов с зубцами на торцах, в основании каждого иэ которых уложена обмотка измерения, две обмотки возбуждения, каждая из которых охватывает по два стержня каждой пары Г -образных магнитопрово дов, формирователь выходного кода и подвижную зубчатую рейку (1 J .

Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, которая объясняется наличием магнит, ных потоков рассеяния через пазы зубчатых торцов П -образных Магнитопроводов и пазы зубчатой рейки, которые наводят в дифференциальных измерительных обмотках ЭДС помехи, снижающие уровень полезного сигнала (напряжение логической единицы).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь линейных перемещений в код, содержащий две пары параллельных стержней с зубцами на торцах, ка,:ждый которых охвачен обмоткой постоянного тока, обмоткой переменного тока низкой частоты, каждая пара стержней замыкается с торнов кольцевым модулятором, на котором уложены две обмотки перемен-35 ного тока высокой частоты и четыре выходные обмотки, и зубчатую рейку L2 J .

Недостатками известного устройства являются его сложность и низкая аомекоустойчивость. На одну магнитную сирте- 40 му, состоящую из двух зубчатых стержней, замкнутых с одних торцов кольцевым магаитопровоцом, приходится уклацьшать 10 обмоток, а в одном преобразоваделе такого типа српержится по крайней ме- 45

ре 4 такие магнитные системы. Для питания этих обмоток требуется три качественно разных источника питания: постоянного тока, переменного тока ниэкой частоты, переменного тока высокой частоты и фазосдвигающее устройств для питания обмоток переменного тока ЛИЗКОЙ частоты, которые сами содержат большое количество элементов. Низкая поме коустойчивость пре образователя объясняется влиянием на уровень полезного сигнала колебаний величины рабочего воздушного зазора и неоднородное тей магнитного материала.

Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение его помехоустойчивости. . .

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий подвижную зубчатую ре|йку, две пары расположенных параллельно стержней с зубцами на одних торцах, обращенных к зубцам подвижной зубчатой рейки, одна пара стержней со стороны других торцов замкнута тороидальным машитопроводом, на котором расположена обмотка подмагничивания, одни вьшоды каждой из обмоток подмагнчивания подключены к разнополярным выходам источника постоянногч) тока, введены формирователь выходного кода и обмотки управления, размещенные попарно на тороидальных магнитопроводах, одни выводы обмоток управления подключны к отрицательному выходу источника постоянного тока, а другие выходы обмоток управления соединены с управляющими вxoдa lи формирователя выходного кода, вход питания которого подключен к положительному выходу источника постоянного тока, разнополярные вых(ць1 K.V. торого соединены с другими выводами каждой из обмоток попмагничивания.

Формирователь выходного кода соцоржит транзисторы типап-рП и резистор. один вывод резистора соецршен с входом. питания формирователя выходного кода, управляющие входы которого подключе- ны к эмиттерам и базам транзисторов,. а коллекторы транзисторов соединены с другим выводом резистора.; На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 характеристики ферромагнитного материала. Преобразователь содержит подвижную зубчатую рейку 1, одну магнитную систему, включающую пару стержней 2 и 3 и кольцевой магнитопровод 4, на тором размещены обмотка 5 подмагни- чивания и обмотки 6 и 7 управления, формирователь 8 выходного кода, вклк чающий транзисторы 9 и 10 и резне-/ тор 11, вторую магнитную систему,вкпючакяцую пару стержней 12 и 13 и кольцевой магнитопровод 14, на котором размещены обмотка 15 подмагничивания и обмотки управления 16 и 17; источник постоянного тока 18, при этом стержни выполнены с зубцами 19.. Управляющие обмотки 7 и 17 распо ложены диаметрально противоположно управляющим обмоткам б и 16, а подмаг ничивакяцие обмотки расположены рядом с управляющими обмотками 6 и 16 и включены встречно управляющими обмот7 и 17 соответственно. Тороидальные магнитопроводы выполнены из ферромаг нитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Два транзистора 9 и 10 могут быть выпопшены в виде транзистор ной микросборки, состоящей из двух тран зисторов типа п-р-п с объединёнными кол лекторами в общем корпусе, имеющими примерно одинаковые параметры. Преобразователь работает следующим образом. При питании обмоток 5 и 15 подма. ничивания постоянным током в магнитопроводах 4 и 14 возникают магнитные потоки ФПА, которые поводят их до СОС;ГО яния магнитного насыщения с индукцией, например ВА. При перемещении зубчатой ре ки 1 относительно магнитных систем перйй опическн наступает такси момент, когда зубцы 19, например, левой магнитной системы (фиг. 1) совпадают с зубцами зубча той йки 1, при этом появляется допол-нительный магнитный поток Фд, который замыкается по параллельным стержням 2 н 3 и зубчатой рейки 1, в результате чего индукция магнитопровоца 4 под уп- упр1авляюшей обмоткой 6 уменьшается на некоторую величину зВ (фиг. 2). Это иэменение индукции наводит небольшую ЭДС в управляющей обмотке 6, которая открывает транзистор 9 формирователя § выходного кода. Эмиттерный ток, появивщийся в этот момент, протекая по управляющей обмот ке 7, создает магнитный поток Фр,р перемагничивания, поддерживающий это изменение индукции, который в свою очередь наводит дополнительную ЭДС в управляющей обмотке 6, окончательно открывающую транзистор 9. Этот процесс приводит к энергичному перемагничиванию магнитопровода 4 ДО .состояния с индукцией магнитного насыщения Q и быстрому пере- . воду транзистора 9 в область насыщения. Когда перемагничивание магнитопровода 4 заканчивается, магнитный поток ф исчезает и транзистор 9 запирается, при этом на резисторе 11 формируется импульс напряжения.. Далее магнитный поток подмагничивания переводит магнитопровод 4 в состояние магнитного насыщения с индукцией (В -дБ), вуправляющей обмотке 6 наводится ЭДС с обратным знаком, который окончательно запирает транзистор 9. При дальнейщем перемещении зубчатой рейки 1 зубцы левой магнитной системы выходят из зацепления, магнит ,ный поток Фд уменыиается до минимума, индукция магнитопровода 4 под управляющей обмоткой 6 увеличивается до величины Б, а ЭДС, наведенная при этом в . управляющей обмотке 6, способствует закрытому состоянию соответствукяцего транзистора 9. Однако при этом в зацеплении с зубцами рейки 1 входят зубцы 19 правой (на фиг. 2) магнитной системы. При этом происходят процессы, аналогично описанным выще для транзистора 5, приводящие к формированию импульса напряжения на резисторе 11. Таким образом, при перемещении зубчатой рейки 1 относительно магнитных систем на резисторе 11 формируются импульсы напряжения, число которых пропорционально величине перемещения. Такое выполнение преобразователя «уменьщает число элементов в преобразователе, в одной магнитной системе вмеото десяти обмоток остается три обмотки, число источников питания уменыиается с трех до одного. Кроме того, повыщается помехоустойчивость преобразователя за счет исключения влияния колебаний величины рабочего воздушного зазора и неоднородностей магнитного материала на выходной сиг нал преобразователя и его чувствительность, так как уменьшается величина напряжения лексического нуля, которая определяется только пацением напряже ния на резисторе от теплового тока, транзисторов, что намного йоряаков мень- 5 ше величины напряжения логической единицы (импульсД напр(яжения на резисторе)

и намного меньше напряжения логического нуля прототипа, которая определяется величиной ЭДС от магнитньЬс потоков рассеяния.

Экономический эффект использования предложенного преобразователя определяется его техническими преимуществами.