Измеритель линейных перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B7/00 

fe

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - увеличение диапазона измерения линейных перемещений в устройстве, содержащем элемент 3 Холла, установленный с возможностью перемещения вдоль биссектрисы острого угла, образованного двумя призматическими постоянными магнитами 1 и 2, которые обращены один к другому боковыми гранями, имеющими противоположную полярность. При питании элемента 3 Холла стабильным током от источника 4 тока, а также благодаря линейному изменению индукции в зазоре между магнитами 1 и 2, обеспечивается линейное изменение ЭДС Холла в функции перемещения объекта, связываемого в процессе измерения с элементом 3 Холла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений в диапазоне до нескольких десятков миллиметров.

Целью изобретения является увеличение диапазона измерения за счет создания протяженной магнитной системы с линейно изменяющимся градиентом магнитной индукции в ее воздушном зазоре.

На чертеже изображена принципиальная схема измерителя.

Измеритель линейных перемещений содержит два неподвижных постоянных магнита 1 и 2, которые выполнены в виде прямоугольных призм и установлены под острым углом 15-30° один к другому так, чтобы обращенные одна к другой боковые грани призм имели противоположную полярность. Благодаря такой конструкции магнитной системы измерителя в зазоре между боковыми поверхностями магнитов создается линейно изменяющийся градиент индукции магнитного поля. В плоскости, проходящей через биссектрису острого угла между магнитами 1 и 2 перпендикулярно магнитным силовым линиям магнитного поля, создаваемого магнитами, установлен с возможностью перемещения элемент 3 Холла, имеющий две пары электродов, к одной из которых подключен источник 4 тока, а к другой - усилитель 5 с регистратором.

Измеритель линейных перемещений работает следующим образом.

Элемент 3 Холла, жестко связанный с обьектом перемещения, движется по направляющим вдоль биссектрисы угла, образованного магнитами 1 и 2. При этом на элемент Холла действует магнитная индукция, величина которой пропорциональна величине зазора между разноименными полюсами магнитов. Так как в процессе движения элемента Холла величина указанного

О

ел

О

А

а

со

зазора все время меняется, то меняется и величина магнитной индукции В, действующей на него. Поскольку ЭДС Холла определяется следующим выражением Их I В cos (I В) , где Ux - ЭДС Холла, генерируемая на одной паре электродов;

I - ток через вторую пару электродов элемента Холла;

В - магнитная индукция в зазоре между магнитами, то, пропуская через элемент 3 Холла ток постоянной величины и поддерживая угол между вектором тока и вектором магнитной индукции неизменным, получаем пропорциональное изменение ЭДС Холла от величины индукции, которая линейно изменяется в зазоре между магнитами 1 и 2. Полученная ЭДС Холла усиливается в усилителе и фиксируется в регистраторе.

Диапазон измеряемых перемещений определяется размерами длинных боковых поверхностей магнитов 1 и 2.

Экспериментально установлено, что для того, чтобы выходная характеристика

и

измерителя была линейной, угол между магнитами должен составить 15-30°.

Формула изобретения 51. Измеритель линейных перемещений,

содержащий, пару неподвижных двухполюсных постоянных магнитов, установленный с возможностью перемещения в зазоре между ними элемент Холла, имеющий две пары 10 электродов, и подключенные к соответствующим парам источник питания и усилитель с регистратором,о тличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона измерения, магниты выполнены в виде прямоуголь- 15 ных призм, обращенных одна к другой боковыми гранями, имеющими противоположную полярность и острый угол между ними, а элемент Холла установлен в плоскости, проходящей через биссектрису этого 20 острого угла.

2. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения линейности, острый угол между гранями призм составляет 15-30°.