Бесконтактный датчик расстояния до объекта из ферромагнитного материала Советский патент 1990 года по МПК G01B7/14 G01H11/00 

6 ////////////// . 7

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение функциональных возможностей бесконтактного датчика расстояния до объекта контроля, выполненного из ферромагнитного материала, путем измерения также частоты и амплитуды вибраций. Датчик содержит неподвижный магнитопровод с полюсными наконечниками 1 и 2, выполненными Г-образными с соотношением толщин полки 3 и стойки 4 в доапозоне 0,1-0,2. В основание магнитопровода встроен двухполюсный постоянный магнит 5.На боковой поверхности магнита 5 у его торца закреплен между ним и полкой 3 полюсного наконечника 1 элемент 6 Холла. При дотаточном удалении от датчика ферромагнитного объекта магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 5, наводит на элемент 6 Холла ЭДС. При приближении ферромагнитного объекта просходит перераспределение магнитного потока в зазор, где размещен элемент 6 Холла, вследствии чего величина ЭДС уменьшается и меняет знак на обратный, что позволяет измерять не только расстояние до поверхности объекта, но также и амплитуду и частоту его вибрации. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СЛ

00

СП

GO

Фиг.1

Изобретение относится к измерительног технике и предназначено для измерений перемещений, а также амплитуды и частоты вибраций объектов из ферромагнитных материалов, например в системах диагностики машин и механизмов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей бесконтактного датчика расстояния до объекта из ферромагнитного материала за счет измерения также частоты и амплитуды его вибраций, путем перераспределения силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, между объектом и полюсными наконечниками магнитопровода датчика.

На фиг. 1 представлен бесконтактный датчик расстояния до объекта, выполненного из ферромагнитного материала; на фиг. 2 - выходные характеристики датчика при различных соотношениях толщин полкн а и стойки в полюсных наконечников.

Бесконтактный датчик расстояния до объ- екта из ферромагнитного материала содержит неподвижный магнитопровод с полюсными наконечниками 1 и 2, выполненными Г-образными с соотношением толщин а и в полки 3 и стойки 4 соответственно в диа- пазоне 0,1-0,2. В основание магнитопровода встроен двухполюсный постоянный магнит 5, выполненный из высококоэрцитивного материала, например КС-37А.

На боковой поверхности магнита 5 у его торца со смещением относительно магнит- ной нейтрали постоянного магнита между ним и полкой 3 полюсного наконечника 1 закреплен элемент 6 Холла. Для повышения чувствительности датчика он может быть снабжен вторым элементом 7 Холла, Закрепленным симметрично первому на боко- вой поверхности магнита 5 у его второго торца между ним и полкой 3 второго Г-образного наконечника 2. Оба элемента соединяют последовательно-согласно

Бесконтактный датчик расстояния до объекта из ферромагнитного материала работает следующим образом.

В исходном положении, когда объект контроля находится на большом удалении от датчика, магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 5, проходя через эле- мент 6 Холла, наводит на его выводах ЭДС, полярность которой определяется стороной элемента 6 Холла,наклеенного на боковую поверхность магнита 5 При приближении ферромагнитного объекта контроля к датчику

; ел:счинают частично

. -. и черсо «.бъект, перераспределяя ьеличин. лафитного потока между элементом 6 Холла и объектом контроля, вследствие чего начинает уменьшаться исходная величина ЭДС Холла. При дальнейшем приближении контролируемого ферромагнитного объекта к датчику ЭДС на его выводах меняет знак на обратный, что обусловлено влиянием объекта из ферромагнитного материала. Чем меньше толщина а полки Г-образного полюсного наконечника по сравнению с толщиной в его стойки, тем в большем диапазоне перемещений обспечи- вается линейность выходной характеристики (фиг. 2).

Благодаря тому, что сигнал датчика имеет знакопеременный характер, он позволяет измерять амплитуду и частоту вибраций ферромагнитного объекта контроля при его колебаниях относительно датчика. Снабжение датчика вторым элементом 7 Холла, соединенным с первым последовательно-согласно, повышает чувствительность датчика при измерении перемещений, а также амплитуды и частоты вибраций объекта контроля из ферромагнитного материала.

Формула изобретения

U (мб)

О- -П1

тт-ч7

J и

6 tfHM)

®иг.2