Бесконтактный потенциометр Парфенова с элементами Холла Советский патент 1986 года по МПК G01R17/20 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного автокомпенсационного преобразования постоянных токов и ЭДС в перемещение, а также в качестве исполйительного компенсирующего элемента в автоматизированных системах управления. Цель изобретения - увеличение чувствительности бесконтактного преобразевания входных величин в выходные величины и уменьшение габаритных размеров потенциометра в результате обеспечения одновременного по всему максимальному числу витков и по всей максимальной площади сечения компенсирующей обмотки перераспределения магнитных потоков двух видов - возбуждения и компенсации, а также путем упрощения кинематики. На Лиг.1 представлена конструкция устройства; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема бесконтактного потенциометра с элементами Холла. Устройство содержит магнитопровод с неподвижной частью 1 прямоугольной замкнутой формы со средним стержнем 2, по концам которого расположены неподвижные обмотки 3 и 4 возбуждения, включенные согласно-последовательно и запитанные от источника переменного стабилизированного напряжения (не показан) для создания магнитных потоков Ф с магнитной индукцией В„ . На концах среднего стержня 2 размещены также элементы Холла 5 и 6, соединенные согласно-параллельно и запитанные от источника постоянного контролируемого тока IJJ (не показан),, а в разрыв цепи между ними и усилителем 7 включена подвижная компенсирующая обмотка 8 из двух секций, соединенных встречно-последовательно, которая за питана от источника постоянного стабилизированного тока 1ц (не показан) и размещена на подвижной части магнитопровода в виде цилиндрической оси 9, расположенной перпендикулярно внутри неподвижной части t магнитопровода. На выходе усилителя 7 подключен реверсивный двигатель 10, который кинематически связан с дополнительной подвижной частью 11, выполненной 0образной из диамагнитного материала и с поперечнюш перемычками 12-15, внутри которой со свободной посадкой расположены подвижная часть магнитопровода в виде цилиндрической оси 9 с компенсирующей обмоткой 8 и неподвижная часть 1 магнитопровода. По обе стороны от среднего стержня 2 последней в цилиндрической оси 9 с компенсирующей обмоткой 8 попарно выполнены внутренние поперечные прорези 16-19, в которых с возможностью продольного перемещения расположены поперечные перемычки 12-15 дополнительной О-образной подвижной части 11. Устройство работает следуюпщм образом. Рабочим магнитным потоком ,j от неподвижных обмоток 3 и 4 возбуждения .модулируется переменное магнитное сопротивление неподвижной части 1 прямоугольной замкнутой формы со средним стержнем 2 и подвижной части магнитопровода в виде цилиндрической оси 9. При этом в исходном состоянии устанавливают первоначальным вращением цилиндрической оси 9 с подвижной компенсирующей обмоткой 8, создающей магнитный поток , рабочую точку потенциометра на линии рабочего изменения магнитного сопротивления /)„ b - (b/a)H,,(1) где а, Ъ - координаты точек пересечения аппроксимирующей прямой соответственно с абсциссой Н (напряженность от тока 1|) и ординатой р по функциональной зависимости: р« f(H, ) При в.... т const. Если изменения 1 происходят в интервале (О, +А), то выбирают рабочую точку с РМ макс, при изменении в интервале (О, -А) выбирают рабочую точку с рм мин(+А - заданный максимальный предел ), при изменении I|j в интервалах (+А., -А) или (-А, +А) рабочую точку -устанавливают на середине линии, определяемой (1), что во всех случаях обеспечивает максимальный диапазон изменения ; и бесконтактного преобразования входных величин (Ij( ) в вьпсодные величины (перемещение) . При появлении 1 на входе элементов Холла 5 и 6, рабочая точка потенциометра начинает перемещаться по линии (1) в зависимости от характера изменения 1, вверх или вниз, что приводит к соответствующему изменению, величины р, и появлении на входе усилителя 7 сигнала рассогласования д t, который усиливается, и реверсивный двигатель 10 перемещает дополнительную 0-образную подвижную часть 11 с поперечными перемьтками 12-15 внутри поперечных прорезей 16-19 в продоль- s ном направлении относительно витков компенсирующей обмотки 8 в ту сторону до тех пор, пока возникшее от IK изменение р не скомпенсируется путем перераспределения в компенсирующей to обмотке 8 рабочих магнитных потоков WM к и изменения ее комплексного сопротивления. Положение 0-образной подвижной части 11 однозначно определяет все изменения 1 в заданном мае-15 штабе при непрерывном следовании рабочей точки по линии (1) за изменени ями ,(. При этом исключено взаимовли яние переменных магнитных потоков по разные стороны от 0-образной подвиж ной части 11 с поперечными перемычками 12-15, образующими кольцеобразные контуры с телом подвижной части 1 1 . В бесконтактном потенциометре с элементами Холла исключена перемотка компенсирующей обмотки 8 в процессе автоматической компенсации сигнала рассогласования i f. Для изменения ампервитков компенсирующей обмотки 8 используется продольное перемещение 0-образной подвижной части 11 с поперечными перемычками 12-15, которое обеспечивает одновременное по всему максимальному числу витков и по всей максимальной площади сечения компенсирующей обмот ки 8 перераспределение магнитных потоков двух видов -.возбуждения Ф и компенсации Ф,, в отличие от изваст ных устройств, благодаря чему значительно повьппается чувствительность бесконтактного преобразования в пере мещение. Потенциометр прост в эксплу атации, поскольку исключена сложная кинематика для перемотки обмотки 8, надежен в работе и обладает высоким быстродействием при одновременном уменьшении его габаритных размеров за счет исключенной кинематики. 126 63 Ф о рмула изобретения Бесконтактный потенциометр с элементами Холла, содержащий магнитопровод с неподвижной частью прямоугольной замкнутой формы со средним стержнем, по концам которого расположены элементы Холла и соединенные последовательно и встречно две неподвижные обмотки возбуждения, соединенные с зажимами для подключения источника переменного стабилизированного напряжения, подвижную компенсирукяцую обмотку на подвижной части магнитопро-. вода в виде цилиндрической оси, размещенной перпендикулярно внутри неподвижной части магнитопровода, первый вывод подвижной компенсирующей обмотки соединен с первыми выводами элементов Холла, а второй вывод - с первым входом усилителя, выход которого соединен с входом реверсивного двигателя, второй вход усилителя соединен с вторыми выводами элементов Холла, третьи и четвертые выводы которых соединены соответственно с . клеммами для подключения источника постоянного контролируемого тока, I отличающийся тем, что, с I целью повьшения чувствительности и уменьшения габаритных размеров, магнитопровод снабжен дополнительной подвижной частью, выполненной О-образной из диамагнитного материала и с поперечными.перемычками, внутри которой с возможностью перемещения расположены подвижная часть магнитопровода в виде цилиндрической оси и магнитопровод с неподвижной частью прямоугольной замкнутой формы со средним стержнем, по обе стороны от которого в цилиндрической оси попарно выполнены внутренние поперечные прорези, в которых с возможностью продольного перемещения расположены поперечные перемычки дополнительной подвижной час:.ти, кинематически связанной с реверсивным двигателем.

1213Ш5

фиг,2

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного автокомпенсационного преобразования постоянных токов и ЭДС в перемещение. Цель изобретения - увеличение чувствительности потенциометра и уменьшение его габаритных размеров. Потенциометр содержит магнитопровод с неподвижной частью 1, обмотки возбуждения 3 и 4, включенные согласно и последовательно. На концах среднего стержня 2 размешены элементы 5 и 6 Холла, соединенные согласно-параллельно. Компенсирующая обмотка 8 вьтолнена из двух секций, соединенных встречно и последовательно, и размещена на подвижной части магнитопровода, вьтолненной в виде цилиндрической оси 9. Оснащение устройства подвижной частью 11 из диамагнитного материала с перемычками, выполненной 0-образной формы, вьшолнение внутренних поперечных прорезей 16-19 в цилиндрической оси 9, в которых с возможностью пе- ремещения расположены перемычки, обе- S спечивает одновременно по всему мак(Л симальному числу витков и по всей максимальной площади сечения компенсирующей обмотки 8 перераспределение магнитных потоков двух видов возбуждения и компенсации. Кроме того, в устройстве исключается сложная кинематика для перемотки компенсирующей обмотки 8. 2 ил.