Преобразователь линейного перемещения в код Советский патент 1982 года по МПК H03M1/30 G01B7/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

1

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования перемещений, а именно к преобразователям линейного перемещения в код.

Известен индуктивный преобразователь линейных перемещений в электрический дискретный сигнаг, содержащий неподвижный магнитопровод, выполненный в виде ферромагнитной шкалы с зубцами по длине, две пары подвижных магнитопроводов, выполненных в ввде П-образных магнитопроводов с зубцами на торцах и сдвинутых относительно друг друга на 1/2 зубцового деления, обмотку постоянного тока, обмотки переменного тока низкой частоты, обмотки переменного тока высокой частоты и выходные обмотки l.

Недостаток известного устройства низкая точность, которая ограничивается тем, что шаг зубцового деления на магнитопроводах сделать менее 0,1 мм весьма затруднительно, поэтому точность

В КОД

преобразования такого преобразователя ограничивается величиной О,О5 мм.

Кроме того, для питания щэеобразователя требуется три источника: постоянноJ го тока, переменного тока низкой частоты и переменного тока высокой частоты, которые в свою очередь являются источниками дополнительной погрешности, снижающей точность гфеобразователя, а нали10 чие большого количества обмоток и источников питания снижает нещежность гфеобразователя.

Наиболее близким по техническому 5 решению к предлагаемому является преобразователь линейного перемещейия в код, содержащий неподвижный цилиндрический магнитопровод, на котором расположены обмотки подмагничивания, считы,20 вания и перемагничивания и охватывающий его кольцевой магнитопровод, связанный с подвижным объектом. В этом преобразователе обмотки расположены на поверхности цилиндрического магинто1ровода по определенному, заранее заданному закону С2 . Недостаток гфеобразователя состоит в его сравнительно невысокой точности. Цель изобретения - повышенве точности преобразователя линейного переме щения в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейного перемещения в код, содержащем неподвижный цилиндрический магнитощэовод с обмотками подмагничивания, перемагничивания и считывания, и охватывагсаций его подвижнь1й кольцевой магнитощ)овод, неподвижный цилиндрический магнитогчровод и подвижный кольцевой магнитоп эовод выполнены из ферромагнитных пластин, между котсрыми расположе ны немагнитные пластины, в неподвижно цилиндрическом магнитопроводе выполнены два диаметрально расположенньцс паза в которых расположена обмотка перемагничивания, и два продольных отверстия, в которых расположены обмотки подмагничивания и считывания. На фиг. 1 изображен преобразователь линейного перемещения в код; на фиг. 2 кривая намагничивания ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гесте резиса, поясняющая принцип работы преобразователя; на фиг. 3 - преобразовате ля, поперечный разрез. Преобразователь линейного перемещения в код содержит неподвижнь1й цилиндрический магнитопровод 1 с продольными пазами, расположенными в диаметральной плоскости, и два продольных отверстия, расположенных на одинаковом расстоянии от оси неподвижного цилиндрического магнитопровода 1 в той же диаметральной плоскости, что и пазы, и образующий между собой перемычку 2, состоящий из ряда чередующихся между собой круглых пластин 3 из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гее- терезиса и круглых пластин 4 из немагнитного материала, подмагничиваю- щую обмотку 5 и обмотку 6 считывания уложенные на перемычку 2, перемагничивающую обмотку 7, уложенную в продольные пазы неподвижного цилиндрического магнитопровода 1, подвижный кольцевой магнитопровод 8, состоящий из чередующихся между собой пластин 9 из ферромагнитного материала и пластин 10 из немагнитного материала. Преобразователь линейного перемещения в кои работает следующим образом. 9 94 Подмагничивающая обмотка 5 и перемагничивающая обмотка 7 аапитывакггся постоянным током. Магнитный поток , создаваемый подмагничивающей обмоткой 5, доводит перемычку 2 круглых пластин 3 из ферромагнитного материала с х эямоугольной петлей гестерезиса до состояния насыщения с индукцией +В.. При перемещении магнитогфовода 8 периодичес&и наступает такой момент, когда часть круглых пластин 3 магнитопровода 1 перекрывается пластинами 9 магнитогровода 8, При этом возникает перемагничивающий магнитный поток , лавинообразно перемагничивает перемычку 2 на круглых пластинах 3 магнитопровода 1 и доводит до состояния с индукцией насыщения -Bj, при этом в обмотке 6 считывания наводится импульс ЭДС. При дальнейщем движении магнитопровода 8 круглые (Пластины 3 магнитопровода 1 выходят из зацепления с кольцевыми пластинами 9 магнитогфовода 8 и магнитный поток исчезает, а магнитный поток Фрд лавинообразно перемагНкчивает перемычку 2 до состояния насыщения с индукцией +Bfj,, при этом в обмотке 6 считывания наводится обратный импульс ЭДС. I Таким образом, при перемещении магнитопровода 8 в обмотке 6 считывания наводятся импульсы ЭДС, характеризующиеся малой длительностью фронта и амплитудой, достаточной для срабатывания последующих цифровых устройств без промежуточных формирователей импульсов, причем число импульсов пропорционально пути, пройденному магнитопрово дом 8, , Преобразователь линейного перемещения в код с применением ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гестерезиса характеризуется высокой степенью точности. Точность преобразователя определяется в основном толщиной пластин в наборе магнитопроводов, которые изготавливаются методом щтам- повки из лент ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гестерезиса. При этом возможно получение точности до , а для получения более высокой степени точности можно применить метод осаждения паров металла в атмосфере газа или в вакууме и метод электролитического осаждения на немагнитную подложку. Кроме этого, предлагаемый преобразователь обладает высоким

быстродействием. Быстродействие определяется граничной частотой перемагничивания материала. Для матерналрЬ с прямоугольной петлей гестереаиса она составляет сотни килог ц.

Предлагаемый, гфеобразователь перемещения в код обладает универсальностью которая заключается в том, что по такому принципу и с применением ферромагнитных материалов с прямоугольной петлей гестерезиса возможно построение преобразователей перемещения практически на любой диапазон перемещения с заданной в данном диапазоне перемещения точностью, а так же по частоте следования импульсов контрошфовать сксфость перемещения подвижного элемента.

Формула изобретения 20

Преобразователь линейного перемещения в код, содержащий неподвижный ий- . линдрический магнитопровод с обмотками

89 W

подмагничввания, пqpeмarнRЧBвaнвя в счвтьшавия Е охватывающий его поа&нжный кольцевой магнЕтопровод, о т л в чающийся тем, что, с цепью повышения точности лреобрвэсвателя, не подвижный овланарвческнй магнитотфовоа н лоавижный кольаевсА магн11то1фовод выполнены из ф)ромагнитш 1х пластин, между которыми расположены немагнитные пластины, в неподввжж м ципиаарическом магнитощюводе выполнены два диаметрально расположенных паза, в которых расположена обмотка перемагничивания, и два тфоаольных отверстия, в которых располсикены обмотки поамаг ничивания и считывания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 297857, кл. в 01 В 7/00, 1969.

2.Зарипов М. Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. Энергия 1969, с. 95 (хфототип).

Фиг. г

,9

Ф,

пр.

Фг/г.З