Преобразователь угла поворота Советский патент 1990 года по МПК H03M1/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления, в частности в качестве компенсирующего элемента в автоматических уравновешенных мостах и потенциометрах.

Целью изобретения является расширение области применения за сч-эт обеспечения преобразования угла поворота в сопротивление.

На фиг. I представлена схема преобразователя угла поворота; на фиг. 2 - элементы считывания кода.

Преобразоватать содержит подвижный кодирующий элемент I, на поверхности которого нанесена двоичная кодовая маска 2 с участками из магнитожесткой пленки. Неподвижная часть преобразователя состоит из подложки 3, выпоненной из изоляционного материала, например стекла, на которую напылены пермаллоевые резистивные элементы 4 считывания кода из анизотропной магнитной пленки, соединенные между собой последовательно посредством электрических проводников 5 {также напыленных) и подключенные к выходным клеммам 6 и 7 преобразователя.

Все пермаллоевые резистивные элементы 4 считывания кода расположены в ряд вдоль радиуса подвижного кодирующего элемента I со стороны кодовой маски.

Напыление разистивных элементов 4 считывания кода ведется в постоянном магнитном поле на предварительно нагретую подложку 3. Состав пермаллоя примерно в 81% Ni и 19% Fe. Полученная таким способом ферромагнитная пленка отличается почти нулевой магнитострикцией, резко выраженной магнитной анизотропией и обладает магниторезистивным эффектом. Удельное электрическое сопротивление такой ферромагнитной пленки в направлении оси легкого намагничивания (ОЛН) тогда максимально, когда намагниченность ее направлена вдоль этой оси, и уменьшается примерно на 2%, когда намагниченность перпендикулярна ОЛН, т. е. направлена вдоль оси трудного намагничивания (ОТН.).

05

о о

В преобразовате че ферромагнитные пленки резистивных элементов 4 считывания ко- соединены между собой вдоль своих OJ1Д а значения их электрических сопротивлении оавны RI (п - номер разряда кода, RI -- сопротивление ферромагнитной пленки, счужащей резистивным элементом 4 считывания младшего разряда кода) при ориентации намагниченности пленок вдоль Olri. Значения электрических сопротивлении ферромагнитных пленок задаются в процессе напыления соответствующим выбором длины и толщины пленок.

Преобразователь угла поворота работае.

следующим образом.

Электрическое сопротивление между вы- хоаными клеммами 6 и 7 преобразователя оавио сумме электрических сопротивлении речистив ных элементов 4 считывания кода (сопротивлением электрических проводни ков 5 можно пренебречь ввиду их незначительности).

При нулевом значении контролируемого угла а резистивные элементы 4 считывания коаа всех разрядов кода находятся в зоне действия магнитных полей участков кодовых масок 2 подвижного кодирующего элемента 1 Под действием этих полей намагниченности ферромагнитных пленок резистивных элементов 4 считывания кода повернута на угол 90° и фиксированы вдоль их О Н. В этом состоянии электрические сопротивления ферромагнитных пленок минимальны, а общее сопротивление между выходными клеммами ,6 и 7 устройства имеет свое на/г

чалыюе значение S 2 Ri.

При повороте подвижного кодирующего эа мента 1 часть резистивных элементов 4 считывания кода оказывается вне зоны деи ствия магнитных полей участков кодовых масок 2 намагниченности этих элементов 4 ПОД действием магнитного поля анизотропии фиксируются вдоль своих ОЛИ, и сопро- т.1Б 1ения их увеличиваются, увеличивая общее выходное согфотивление преобразователя.

При повороте подвижного кодирующего :-)лемент.з 1 выходное сопротивление резистивного преобразователя угла поворота возрастает линейно. Действительно вороте намагниченности от ОТН к ОЛН значение сопротивления Ri увеличивается на ARi то сопротивление резистивного эле- мента 4 считывания второго разряда кода увеличивается на 2ARu третьего - на MR, четвертого - на 8ARi и т. д., посколь- . ку их процентное приращение одинаково. В положении а (П делений младшего раз- ряда кода), показанном на фиг. 1, выходное сопротивление устройства равно (R,+AR,) + (2R.+2ARi + 4R, + (8R,+ . +8AR,} + 16R, + 32R, Ro+llARtАналогично, для произвольного значе- 5 ния а, равного К делениям младшего разряда кода,

R..fc R«-rK AR.

Формула изобретения

0 Поеобразователь угла поворота, со- аержащий подвижный кодирующий элемент с двоичной кодовой маской, выполненной из магнитно-жесткой пленки, и неподвижные- резистивные элементы считывания .с кода выполненные из анизотропной магнит- но-мягкой пленки и нанесенные на подложке из изоляционного материала в ряд вдоль радиуса подвижного кодирующего этемента со стороны кодовой маски, отличающийся тем, что, с целью расширения облас- оп ти применения за счет обеспечения преоора- зования угла ловорота в сопротивление, в нем неподвижные резистивные-элементы считывания кода соединены между собой по- - сл довательно с помощью электрических проводников и подключены к выходным клеммам оп устройства, причем значения электрических сопротивлений резистивных элементов считывания кода равны R,, где п -- номер кода, Ri -- сопротивление резистив- чого эгюмента считывания младшего разряда при этом оси легкого намагничивания 4° оезкстивных элементов считывания кода направлены параллельно их линии соединения и ортогонально намагниченности магнито- жесткой пленки кодовой маски подвижного кодирую-щего элемента.

(X

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения преобразования угла поворота в сопротивление. Преобразователь содержит подвижный кодирующий элемент, на поверхность которого нанесена двоичная кодовая маска с участками из магнитно-жесткой пленки. Неподвижная часть преобразователя содержит подложку из изоляционного материала, на которую напылены пермаллоевые резистивные элементы считывания кода из анизотропной магнитной пленки, соединенные между собой последовательно посредством электрических проводников и подключенные к выходным клеммам преобразователя. 2 ил.

fpui.l

/

7

9аг.г