Магниторезистивный преобразователь угла поворота в код Советский патент 1988 года по МПК G01B7/30 

113

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве датчика обратной связи в следящих системах.

Цель изобретения - повышение термостабильности и уменьшение зависимости выходного сигнала от изменения напряжения питания за счет введения дополнительных магниторезисторов.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 питания, усилители 2 и 3 постоянного тока, аналого-цифровой преобра- зователь 4, постоянный магнит 5, основной 6 и дополнительные 7 и 8 маг- ниторезисторы.

Средняя точка магниторезистора 6 соединена с входом первого усилите- ля 2 постоянного тока, выход которог соединен с. сигнальным входом аналого цифрового преобразователя 4. Точка соединения первых выводов магниторезисторов 7 и 8 соединена с входом уси лителя 3 постоянного тока, выход ко-- торого соединен с опорным входом аналого-цифрового преобразователя 4.

Преобразователь работает следующи образом.

Магнитная цепь образуется постоянным магнитом 5, выполненным в виде полудиска, закрепленного на оси вращения. При вращении магнита магнитный поток перемещается вдоль магниторезистора 6, изменяя сопротивление последнего относительно средней точки, что приводит к изменению напряжения на выходе преобразователя в функции угла поворота. Из чертежа следует, что ток, протекающий через маг- ниторезистор 6, равен

2Ro(K+1)

(1)

где Е - напряжение питания магниторезистора 6;

сопротивление участка магниторезистора вне действия магнитного поля;

сопротивление участка, находящегося в магнитном поле; коэффициент резистивного отношения.

При смещении магнита 5 на некоторый угол Ц относительно магниторезистора 6 сопротивление магниторезистора 6 между первым выводом и средней точкой магнитореэистора 6 равно

R. KR. К ККоД

D ( i - л, 5i :j2ri R, 1/24

(1-t-K)-t-x(K-l) ,

-t- х)

(2)

где X - длина дуги, соответствующая углу поворота

21 - длина магниторезистора 6.

С учетом (1) и (2) выходное напряжение между первым выводом и средней точкой магниторезистора 6 равно

.«.1

,х(К-1)

1(к+Г)

Поскольку выходное напряжение снимается относительно средней точки источника I питания, то х(К-1)

W 1(К+1Г

(3)

5

0

5

Из формулы (3) следует, что выходное напряжение является функцией коэффициента резистивного отнощения, который зависит от температуры,

Для уменьшения зависимости выходного напряжения от изменения температуры окружающей среды в предлагаемый преобразователь введены еще два магниторезистора 7 и 8, имеющие сегментообразную форму, причем один из них находится в зоне действия магнитного поля, а другой - вне этой зоны. Тогда выходное напряжение между точкой соединения магниторезисторов 7 и 8 и общей точкой источника 1 питания равно

)

2 (К-ЫУИзменяющийся сигнал с магниторезистора 6 усиливается в первом усили- 0 теле 2 постоянного тока и поступает на сигнальный вход делителя 4 напряжения. Постоянньш сигнал с первьк вьгеодов магниторезисторов 7 и 8 усиливается в усилителе 3 постоянного 5 тока.до напряжения и поступает на вход делителя 4 напряжения.

Формула изобретения

Е

(4)

Магниторезистивный преобразователь угла поворота в код, содержащий основной магниторезистор со средней точкой, имеющий форму разомкнутого кольца, постоянный магнит, выполненный в виде полуокружности, расположенный соосно с основным магниторе- зистором, и источник питания, первый и второй выводы которого подключены соответственно к первому и второму

3 13648624

крайним выводам магниторезистора,средняя точка основного магниторезис- отличающийся тем, что,тора через первый усилитель постоян- с целью повышения термостабильностикого тока подключена к сигнальному и уменьшения зависимости выходного входу аналого-цифрового преобразова- сигнала от изменения напряжения пи-теля, первые выводы дополнительных тания, в него введены два дополни-магниторезисторов объединены и через тельных магниторезистора сегментооб-второй усилитель постоянного тока под- разной формы, расположенные по обеключенык опорному входуаналого-цифро- стороны от центра полуокружности ос-ю вого преобразователя, вторые выводы новного магниторезистора на диаметре, первого и второго дополнительных магни- проходящем через его среднюю точку,торезисторов подключены соответствен- два усилителя постоянного тока ино к первому и второму выводам ис- аналого-цифровой преобразователь,точника питания.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве датчика обратной связи в следяпщх системах. С целью пов1 Ш1ения термостабильности и уменьшения зависимости выходного сигнала от изменения напряжения питания в преобразователь, содержащий источник 1 питания, постоянный магнит 5, основной магниторезистор 6, введены усилители 2 и 3 постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь 4 и дополнительные магниторезис- торы 7 и 8, что позволяет формировать дополнительный постоянный сигнал, за- ВИСЯ1ЦИЙ от температуры окружающей среды. При этом выходной сигнал преобразователя является результатом деления сигнала с выхода основного маг- ниторезистора 6 на сигнал от дополнительных магниторезисторов 7 и 8. 1 ил. с $ СЛ