Датчик положения Советский патент 1979 года по МПК G01B7/00 H01H36/00 

(54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля положения объекта, например рабочего органа механизма, обеспечивая переключение различных схем в определенном положении (угловом или линейном) контролируемого объекта. Известный датчик положения, выполненный на герконах, содержит подвижные постоянные магниты, число которых равно числу герконов и которые связаны с контролируемыми элементами объекта, обеспечивая замыкание герконов при определенном положении соответствующего контролируемого элемента 1. Благодаря использованию герконов датчик обладает большим сроком службы и малыми габарита ми. Однако при достаточно высокой ПЛОТНОСТ1И монтажа герконов взаимные помехи, создаваемые смежными магнитами, оказываются значительными, что уменьшает точность контроля положения, так как эти помехи приводят к несвоевременному срабатыванию герконов. Наиболее близким к изобретению является датчик, содержащий корпус, в котором размещены геркон, постоянный магнит и экран, выполненный из магнитомягкого материала и связанный со штоком, который установлен с возможностью совершения им возвратно - поступательного перемещения. Экран может быть цилиндрическим или иметь какую-либо другую форму 2. Такой датчик обладает недостаточно высокой точностью, так как включение и выключение геркона при прямом и обратном ходе щтока соответственно происходит при различных положениях экрана. Это обусловлено различными значениями намагничивающей силы включения и выключения геркона, т. е. явлением магнитного гистерез-иса. Целью изобретения является повышение точности срабатывания датчика положения. Цель достигается тем, что экран соединен со штоком фрикционно, а корпус датчика снабжен регулируемыми ограничителями хода экрана. Расстояние между регулируемыми ограничителями определяется формулой , где / - длина хода шторки, мм; L - длина хода щтока, мм: А - величина гистерезиса срабатывания геркона, . На фиг. 1 схематично изображена конструкция датчика положения; на фиг. 2 - схема образования гистерезиса срабатывания геркона.

Датчик положения собран в немагнитном корпусе / (условно корпус показан прозрачным). Шток 2 сзободно проходит через подшипники в боковых стенках корпуса. Шток 2 соединяется с подвижной частью контролируемого объекта. Внутри корпуса на шток насажен через фрикционную пару 3 экран 4, выполненный из магнитомягкого материала в виде шторки.

Поворот экрана относительно оси штока предотвращается любыми известными средствами. Фрикционное соединение обеспечивается подбором материала штока и экрана и может дополняться прижимной пружиной. Внутри корпуса установлены и закреплены один напротив другого по обе стороны экрана геркон 5 и постоянный магнит 6. На боковых стенках корпуса закреплены регулируемые ограничители 7, выполненные з виде дисков, насаженных на концы винтов, которые ввернуты в резьбовые отверстия боковых стенок корпуса.

После регулировки винты стопорятся. Перед началом работы расстояние между огранич.ителями устанавливают меньшим, чем длина L хода штока на величину Д, соответствуюш,ую гистерезису срабатывания данного образца геркона и представляющую собой разницу между положением края Л, экрана, когда геркон отключается, и положением Н того же края экрана, когда геркон включается (фиг. 2). Размер экрана - шторки выбирается так, чтобы в крайнем правом положении h геркон был полностью отделен экраном от магнита. В этом положении геркон выключен. При обратном перемещении штока с экраном (показано прерывистой стрелкой) геркон включается в положение /Z2 края экрана, так как для его включения необходимо большее значение магнитного поля, чем для выклЕОчения.

Датчик положения работает следующим образом.

В исходном состоянии (фиг. 1) шток 2 находится в левом крайнем положении, экран 4 упирается в левый ограничитель 7. При движении штока 2 вправо вместе с ним движется экран 4, так как он соединен со штоком фрикционно. Левый ограничитель 7 предварительно регулируется так, чтобы в середине хода штока правый край экрана занял положение h, вследствие чего геркон выключается. В конце второй половины хода штока правый край экрана упирается в правый ограничитель. Экран останавливается, а шток движется до конца своего хода равного L. Так как правый упор установлен в положение, при котором длина хода экрана равна L-А, то при обратном

движении щтока, когда включение геркона произойдет в положении экрана /12, онО теперь будет соответствовать как раз середине хода штока. Таким образо.м, включение

I выключение геркона будет происходить в одном и том же положении штока - в среднем.

Предлагаемая конструкция датчика положения не является единственно возможной. Корпус датчика, экран, шток, ограничители могут быть и другой формы, но при этом обязательным должно быть фрикционное соединение экрана со штоком, а упоры должны регулировать положение включения геркона и ограничивать ход экрана.

Благодаря такому выполнению датчика обеспечивается возможность регулирования моментов срабатывания геркона, так с помощью регулируемых ограничителей длина хода экрана уменьшается по сравнению с длиной хода штока,, следовательно и контролируемого объекта, на величину, соответствующую зоне гистерезиса геркона. Гистерезис при этом можно скомпенсировать до нуля, а при необходимости может быть обеспечена и перекомпенсация гистерезиса.

Предлагаемый датчик положения обеспечивает высокую точность положения нереключения геркона при прямом и обратном ходе щтока.

Формула п 3 о б р е т е и я

где / - длина хода; шторки, L - длина хода щтока, лш; А - величина гистерезиса срабатывания геркона, мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 I 1

Фиг 2