РЕВЕРСИВНЫЙ ФИКСИРУЮЩИЙ ДАТЧИК Советский патент 1971 года по МПК H03M1/30 G01P13/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и применяться в космической технике, в авиации и на транспорте.

Известны реверсивные датчики, содержащие блокипг-генератор на транзисторах и датчики положения.

Недостатком таких устройств является их сложность и ненадежность.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и упрощение его конструкции.

Цель достигается тем, что вторичные обмотки датчиков положения соединены попарно встречно и подключены соответственно к базам транзисторов, коллектор-эмиттерные переходы которых подсоединены к источнику питания, выполненному в виде выпрямительного моста - дешифратора, причем обмотки возбуждения датчиков подключены к источнику переменного тока.

В предложенном устройстве нрименены ждущий блокинг-генератор с двумя транзисторами, перемагничивающими сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) в разных направлениях, а также специальное соединение четырех первичных датчиков, благодаря чему удалось использовать фазовые свойства переменного тока для расширения канала информации.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема датчика, на фиг. 2 показаны импульсы напряжения на выходе устройства при вращении якоря по часовой стрелке, на фиг. 3 - импульсы па выходе при вращении якоря против часовой стрелки.

Первичные датчики, воспринимающие действие магнитного поля вращающегося магнита 1, выполнены на двух парах ферромагнитных сердечников (ферритовых торах) 2, 3, 4, 5, которые имеют, соответственно, выходные обмотки 6, 7, 8, 9, включенные попарно встречно, и обмотки возбуждения неременного тока,

подключенные через резистор 10 к сети. Обе пары обмоток б и 7, 5 и 5 соответственно подсоединены через резисторы 11, 12 и обмотки обратной связи 13, 14 ждущего блокинг-генератора, собранного на сердечнике 15 с обмотками 16, 17, к базам транзисторов 18, 19. Коллекторные обмотки 16, 17 генератора включены так, что их магнитодвижущие силы, обусловленные импульсами токов блокинг-генератора направлены встречно. Входы коллекторпых обмоток подключены к входу моста, состоящего из диодов 20, 21, 22 и 23, в диагональ которого включена сеть, а выход разделен нагрузочными резисторами 24, 25. Диод 26 включен для повышения устойчивости ранапряжения 27-37 на выходе устройства (точки а и б, фиг. 1).

Схема работает следующим образом.

Так как пары обмоток 6 а 7, 8 и 9 включены встречно, то в отсутствие магнита 7 их результирующая э.д.с. на выходе равна нулю. Когда же якорь-магнит намагничивает, например, тор 2, то э.д.с. обмотки 6 становится ничтожно малой, а э.д.с. обмотки 7 в определенный полу период напрял.ения питающей сети обуславливает отрицательный потенциал на базе транзистора 18 (относительно земли), что вызывает блокинг-нроцесс в генераторе (если магнит подошел к тору 2 впервые).

Нсли магнит, продолжая вращаться по часовой стрелке, подходит к тору , то в положительный полупериод напряжения питающей сети на базу транзистора 18 поступает отрицательный импульс. Это вызывает небольщой ток в транзисторе, но блокинг-процесса не возбул дается, так как сердечник 15 уже намагничен предыдущим импульсом до насыщения, -. и повторный имнульс той же полярности возникнуть нешрржет. Но наличию небольшого тока через транзистор 18 можно установить, что магнит находится в «верхней половине, т. е. либо вблизи тора 2, либо вблизи тора 3. Аналогично, если магнит намагничивает тор 4 или тор 5, то слабый пульсирующий коллекторный ток (через полпериода) проходит через транзистор 19.

Напрял ение на резисторе 25, а значит и потенциал точки б, пололштельны, напряжение на резисторе 24 и потенциал точки а - отрицательны.

При намагничивании тора 2 э.д.с. обмотки 7 возбуждает импульс генератора, так как включается транзистор 18. Ток проходит через диоды 20, 23 и резистор 25 (импульс 27). После окончания этого импульса (на базе транзистора 18} остается отрицательное напрял :енне с обмотки 7, открывая его и через транзистор 18 и резистор 25 проходит пологий импульс 28. Если магнит находится вблизи тора 2, то на выходе (на резисторе 25), впредь выделяются импульсы только типа 28.

При необходимости разделения импульсов 27 к 28 -к. точкам а и б подключаются конденсаторы, через которые крутой фронт импульса 27 проходит, а пологий 28 - нет.

При намагничивании магнитом 1 тора 3 э.д.с. обмотки 6 открывает транзистор 18

при другой полярности напрялсения питания. 1ок проходит через диоды 21, 22 и резистор 24 (пологие импульсы 29). Когда магнит намагничивает тор 4, транзистор 19 включается от э.д.с. обмотки 9; ток проходит через диоды 20, 23 и резистор 25, но так как это первый импульс, поступивший на транзистор 19, то возникает блокинг-процесс, и на выходе ноявляется имнульс 3U с крутым фронтом (фиг. 2).

При переходе магнита 1 к тору 5 ток транзистора 1У проходит через диоды 21, 22 и резистор 24 (импульсы 31).

При подходе магнита к тору 2 снова возникает импульс 32 (подобный 2/-му) и т. д. При

вращении магнита / нротив часовой стрелки (фиг. 3) от тора 5 к тору 4, а затем к тору .3 и тору 2 возникают, соответствеино, импульсы 33, д4, 35, 36, 37. Полярность имнульсов с крутым фронтом обратна нолярности импульсов в случае вращения якоря по часовой стрелке, что весьма упрощает их ввод в цифровое устройство.

Б зависимости от того, по какому трапзистору идет в дапный момент ток, молшо судить,

где находится якорь-магнит /: вблизи верхней пары торов 2 и 3 или нилшей пары 4 и 6. Сопоставляя этот ток с фазой выходного сигнала, судить и о том, к какому из четырех датчиков нодощел магнит.

Если к месту измерения подведены «земля (корпус) и сеть питания (на практике опи часто являются общими для группы датчиков), то на нульт достаточно вынести диодный мост. Вся информация при этом передается

всего лишь по одному нроводу, что весьма существенно нри телеизмерениях.

Предмет изобретения

Реверсивный фиксирующий датчик, содерл ;ащий блокинг-геиератор на транзисторах и датчики положения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения наделшости его работы, в нем вторичные обмотки датчиков положения соединены нопарно встречно и нодключены соответственно к базам транзисторов, коллектор-эмиттерные переходы которых подсоединены к источнику нитания, выполненному в виде выпрямительного

моста - дешифратора, причем обмотки возбуждения датчиков нодключены к источнику переменного напрял ения.

2022

W-r-W-

T

2/ 23

26

-И

2

ti

26 гз

:zx

5O

J/

3

Ул

Риг.З