Гальваномагнитное устройство для измерения механических перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B7/00 

1 130

Изобретение относится к устройствам для преобразования неэлектрических величин, например механических перемещений, в электрический сигнал

Цел ь изобретения - повышение тех- нологичности при сохранении линейной характеристики.

На фиг.1 представлена конструкция устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 .

Устройство содержит квадропольн то магнитную систему с полюсными наконечниками 1 и обмотками 2. Полюсные наконечники 1 выполнены с прямоугольным сечением, а обмотки 2 через выводы 3 включены так, что знаки полюсов чередуются по порядку. Полюса имеют фаску а, расположенную под углом ширина фасок выбрана в пределах от 0,1 до 0,07 ширины полюсного наконечника, а величина немагнитного зазора между разноименными полюсными наконечниками выбрана в пределах от 1/3 до 1/2 ширины фаски. На одной из диагоналей квадрата расположен гальваномагнитный датчик 4.

При перемещении гальваномагнитного датчика по любой из двух диагоналей величина поперечной сос,тавляющей магнитной индукции, действующей на него меняется линейно. Допустим, что гальваномагнитный датчик 4 перемещается по горизонтальной диагонали слева направо. При этом величина поперечной составляющей магнитной индукции меняется линейно от определенной величины -В до +В с переходом через нулевое значение. При подключении обмоток 2 к переменному напряжению величина магнитной индукции при переходе через нулевое значение меняет фазу на 180

Величина остаточной нелинейности характеристики стремится к О при расстоянии между краями полюсов, стремя- щемСя к О (идеальный случай).

Определение геометрических соотношений между размерами полюсов, фасок и расстоянием между краями полюсов произведено на основе анализа результатов теоретических исследований на интегрирующей установке ЭГДА 9/10 (предназначенной для моделирования полей, описываемых уравнением Пуассона, в частности магнитных по- лей) и экспериментальных исследований образцов магнитных систем с различными геометрическими параметрами. При этом также учтены физические

c д 5

j Q

5

л е

5

7 2

свойства и структура магнитных материалов.

Пример, Вьтолняют магнитную систему из материала ЮНДК 24 с размерами полюса с торца 15 ммх 15 мм; диаметрами замыкающего внешние полюса кольца - магнитопровода: внешний 50 мм, внутренний 40 мм; величиной фаски Q 1,5 мм; величиной b 0,6 мм; рабочим ходом по диагонали 1,5 мм; остаточной нелинейностью не более 0,02%; применяют в сочетании с маг- нитодиодом КД 301. 386.000 ТУ в качестве гальваномагнитного датчика перемещения.

Результаты экспериментальных исследований для выбора геометрических соотношений на примере предлагаемой магнитной системы представлены в табл. 1 и 2. Измерение поперечной составляющей магнитной индукции производилось магнитодиодом. В табл.1 приведена экспериментальная зависимость величины остаточной нелинейности от отношения ширины фаски к ширине полюсного наконечника при расстоянии между краями полюсов, равном одной трети ширины фаски.

Как видно из табл,1, остаточная нелинейность резко начинает расти при величине искомого отношения более 1/10.

Угол 45 выбран из условия сохранения симметричности поля.

В табл.2 приведена экспериментальная зависимость остаточной нелинейности и градиенты изменения индукции от отношения расстояния между краями полюсных наконечников к ширине фаски при ширине фаски, равной 1/10 ширины полюсного наконечника.

Как видно из- табл.2, при отношении расстояния между краями полюсного наконечника к Емрине фаски более 1/2 остаточная н€Утинейность резко начинает возрастать. Градиент изменения индукции начинает падать при искомом отношении менее 1/3. Оптимальным является величина искомого отношения в пределах от одной трети до половины, а ширина фаски в пределах от 0,1 до 0,07 ширины полюсного наконечника.

Формула изобретения

Гальваномагнитное устройство для измерения механических перемещений, содержащее квадропольн тю магнитную систему, выполненную в виде полюсных

313021374

наконечников с фасками, о т л и ч а -метричными и под углом 45°, причем

ю щ е е с я тем, что, с целью повы-ширина фасок выбрана в пределах от

шения технологичности при сохранении0,1 до 0,07 ширины полюсного наколинейности характеристики, использо-нечника, а величина немагнитного заваны полюсные наконечники, выполнен- 5зора между разноименными полюсньп-ш

ные с прямоугольным сечением, а фаскинаконечниками выбрана в пределах от

полюсных наконечников выполнены сим-1/3 до 1/2 ширины фаски, Iт. а б д ц ц 1 .

Редактор С.Патрушева

Составитель Н.Кузина

Техред Н.Глущенко Корректор А.Обручар

Заказ 1207/41 Тираж 678Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

0,М

о,м

0,2J

0,35

12/100

(3/100

и/100

ts/ioo

т а б л и ц а 2

Изобретение может, быть использовано в гальваномагнитных преобразователях перемещения. Цель изобретения состоит в повьппении технологичности при сохранении линейности характеристики. Указанная цель достигается путем вьшолнения полюсов более простой геометрической формы. Устройство содержит магнитную систему с полюсными наконечниками (ПН) 1, образующими квадропул, ПН 1 выполнены с прямоугольным сечением, причем края ПН 1 имеют фаску под углом 45°. Ширина фасок ПН 1 выбрана в пределах от 0,1 до 0,07 ширины ПН 1, а величина немагнитного зазора между разноименными ПН 1 - от одной трети до половины ширины фаски. 2 ил., 2 табл. /t (Л