Преобразователь перемещения во время- импульсный сигнал Советский патент 1978 года по МПК G01V1/16 G01B7/14 

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что компаратор устройства выполнен в виде участка магнитопровода из сплава высокой магнитной проницаемости с длиной и сечением ие менее чем на порядок меньшими длины и сечения остальной части магнитопровода, двух обмоток, размешенных на этом участке, и блокинг-генератора, причем одна из обмоток подключена к базовой (сеточной), а вторая-к коллекторной (анодной) цепям блокинг-генератора.

При такой конструкции компаратора магнитное сопротивление участка малого сечения и длины оказывается выше магнитного сопротивления остальной части магнитной цепи и почти вся магнитодвижуш,ая сила (МДС), действующая в цепи, прилагается к этому участку, а так как длина этого участка мала, в нем создается большая напряженность магнитного поля и весьма малое изменение МДС приводит к перемагничиванию участка малого сечения.

При выходе участка малого сечения и длины из насыщения, в тысячи раз возрастает его магнитная проницаемость и, следовательно, коэффициент связи между обмотками блокинг-генератора, расположенными на этом участке, что обеспечивает высокую точность и стабильность временного положения выходного импульса. Выходной импульс геиерируется во время взаимной компенсации одинаковых физических величин: МДС, создаваемой постоянным магнитом или электромагнитом и МДС, создаваемой током генератора развертки,- что обеспечивает высокую линейность преобразователя и уменьшает температурные погрешности.

На чертеже схематически показан один из вариантов конструкции предлагаемого преобразователя.

В воздушный зазор магнита или электромагнита 1 помещен подвижный узел преобразователя, связанный через кинематический механизм с датчиком перемещения.

В подвижный узел входит держатель 2, прикрепленные к нему магнитопроводы 3 большого сечения, соединяющий их магнитопровод 4 малого сечения и размещенные на магнитопроводах обмотки 5-7. Обмотка 5 размещена на магнитопроводе 3 и подключена к генератору 8 пилообразного тока развертки.

Обмотки 6 и 7 размещены на магнитопроводе 4 малого сечения и малой длины. Обмотка 6 подключена к базовой (сеточной), а обмотка 7 - к коллекторной (анодной) цепям блокинг-генератора 9.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении подвижного узла в неоднородном магнитном поле магнита 1 меняется МДС, приложенная к магнитопроводу 4. Так как сечение магнитопровода 4 мало, его магнитное сопротивление больше сопротивления всей остальной части магнитной цепи и почти вся МДС, действующая в цепи, приложена к магнитопроводу 4. Эта МДС действует на малой длине магнитопровода 4 и создает большую напряженность магнитного поля, которая насыщает этот магнитопровод.

МДС, возникающая за счет действия пилообразного тока развертки, протекающего в обмотке 5 в некоторый момент периода развертки, зависящий от положения подвижного узла в магнитном поле, компенсирует магнитодвижущую силу, действующую в магнитопроводе 4, магнитопровод выходит из насыщения, а затем входит в насыщение противоположной полярности (магнитная проницаемость магнитопровода 4 в насыщенном состоянии противоположной полярности). Магнитная проницаемость магнитопровода 4 в ненасыщенном состоянии во много тысяч раз больше его магнитной проницаемости в насыщенном состоянии. Коэффициент связи между обмотками 6 и 7 блокинг-генератора, расположенными на магнитопроводе 4, при выходе магнитопровода из насыщения также резко возрастает. Расчет работы блокинг-генератора выбран так, что условия его самовозбуждения выполняются только при ненасыщаемом магнитопроводе 4 и он генерирует выходной импульс в момент выхода магнитопровода 4 из насыщения.

Обеспечение требуемого коэффициента преобразования осуществляется выбором сечения и магнитной проницаемости материала держателя 2, который может выполнять роль магнитного шунта. Возможны и другие варианты конструкции преобразователя. В то время как преобразователи с датчиками Холла в лучшем случае имеют погрешность порядка 1 % (при испытании электрического аналога преобразователя), динамический диапазон предлагаемого преобразователя превышал 8 дб, что при линейном токе развертки соответствуют погрешности не более 0,01% от максимальной величины.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения во времяимпульсный сигнал, содержащий генератор развертки, магнитопровод с обмотками и с управляющим элементом, соедииенным через кинематический механизм с датчиком перемещения и компаратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в нем компаратор выполнен в виде участка магнитопровода из сплава высокой магнитной проницаемости с длиной и сечением не менее

чем на порядок меньшими длины и сечения остальной части магнитопровода, двух обмоток, размещенных на этом участке, и блокинг-генератора, причем одна из обмоток подключена к базовой (сеточной), а другая - к коллекторной (анодной) цепям блокинг-генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 476583, кл. G 08С 9/04, 22.01.73.

2.Авторское свидетельство СССР № 439009, кл. G 08С 9/04, 13.03.73 (прототип).