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

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

I

Изобретение отиосится к системамГ автоматического контроля и преобразования перемещений в электрический дискретный сигнгш, а именно к преобразователям линейного перемещения в код.

Известно устройство /для измерения перемещений, содержащее неподвижный тороидальный магнитопровод с радисшьной прорезью и с обмотками, включенными в схему блокинг-генератора, делитель напряжения, усили тель-формирователь и подвижный дискретный элемент l

Недостатком известного устройства является низкая точность и сложность схемы. Низкая точность рбъясняется тем, что, когда по пагруэке протекает ток, соответствующий высокому логическому уровню, т.е. логической единице, на входе усилителяформирователя действует высокочастотный сигнсш, вырабатываемый блокинггенератором, следовательно, ток на нагрузке, соответствующей уровню логической единицы представляет собой амплитудно-модулированный сиг- нал, а сигнал логического нуля на нагрузке может быть значительно выше нуля, так как из-за плохой помехоВ КОД

защищенности тороидального магнитопровода высокочастотные внешние магнитные поля могут навести ЭДС помехи в обмотках блокинг-гёнератора, а это может привести к полному открытию транзисторов, усилителя-формирователя или к увеличению уровня логического нуля на нагрузке. Перечисленные выше факты могут послу10жить причиной ложного срабатывания последующих цифровых устройств. Точность преобразования этого устройств ва ограничивается еще толщиной то- роидального магнитопровода, умень15шение которой, ниже некоторой величины приводит к потере механической жесткости. Кроме того, известное устройство характеризуется сложным схемным решением и в нем использует20ся большое количество радиоэлементов, что усложняет преобразователь в целом и при этом снижает его надежность .

Наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемому яв25ляется преобразователь линейного перемещения в код, содержащий неподвижный магнитопровод, в котором вы - полнены пазы в диаметргшьной плоскости, в которых уложены обмотки подмагничивания, перемагничивания и считывания, и подвижный кольцевой элемент, который так же, как инеподвижный магнитопровод, выполнен и чередующихся ферромагнитных и диамагнитных пластин равной.ширины 21 В таком преобразователе для формирования выходного сигнала используют усилители с релейной характеристикой. Недостаток этого преобразователя линейного перемещения в код состоит, .в сложности конструктивного выполнения и в сравнительно невысокой точности из-за недостаточной помехозащищенности тороидального подвижного элемента. . . Цель изобретения - повышение точ ности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейного перемещения в код, содержащем усилитель-формирователь,неподвижный тороидальный магнитопровод с обмотками подмагничивания, обратной связи и считывания, подвижный элемент. расположенный внутри неподвижного тороидального магнитопровода, подви ный элемент и неподвижный тороидаль магнитопровод выполнены из чере дующихся пластин равной толщины из ферромагнитного и диамагнитного ма териалов, в неподвижном тороидальном магнитопроводе выполнены перемычки, расположенные диаметрально, на одной из которых расположена об мотка подмагничивания, на другой обмотки считывания и обратной связи подключенные к соответствующим входам усилителя - формирователя. На чертеже схематически изображё преобразователь перемещения в код. Преобразователь линейного перемещения в код содержит неподвижный тороидальный магнитопровод 1, набранный из чередующихся кольцевых пластин 2 из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса (,ППГ) и кольцевых пластин из диамагнитного материала, выполненных с четырьмя пазами 4 на внутренней и внешней поверхностях магнитопровода 1 в одной диаметральной плоскости и образующих перемычку 5 которую охватывает обмотка 6 подмагничивания, и перемычку 7, которую охватывает обмотка 8 считывани и обмотка 9 обратной связи, усилитель-формирователь 10, выполненный на транзисторе 11, в коллекторную и эмиттерную цепь которого включены резисторы 12 и 13, подвижный дискр Hbrti элемент 14, состоящий из чередующихся между собой кольцевых пла тин 15 из ферромагнитного материал и кольцевых пластин 16 из диамагни ного материала. Толщины пластин 2, 3, 15 и 16 выполнены одинаковыми, а дискретный элемент 14 установлен внутри неподвижного магнитопровода 1 с возможностью перемещения. Преобразователь работает следующим образом. Обмотка б подмагничивания запитывается постоянным током. Магнитный поток Фда создаваемый обмоткой-6, доводит перемычки 5 и 7 кольцевых пластин 2 из ф.ерромагнитного материала с ППГ до состояния магнитного насыщения. При перемещении дискретного элемента 14 периодически наступает такой момент, когда пластины 2 BJcoдят в зацепление с пластинами 15 из ферромагнитного материал а, и в последних возникает магнитный поток Ф, который снижает индукцию в перемычке 7, при этом в обмотке 9 возникает небольшая ЭДС, приоткрывающая транзистор. Коллекторный ток, возникающий в этот момент, протекая по обмотке 8, создает магнитные потоки Фк1,и Ф|, при этом скорость изменения индукции в перемычке 7 возрастает, а вместе с ней возрастает ЭДС в обмотке 9 и коллекторный ток транзистора 11. Этот процесс приводит к ускоренному перемагничиванию перемычки. 7 до сос тояния с индукцией цасыщения. Когда перемагничивание заканчивается, ЭДС в базовой обмотке 9 падает до нуля, а падение напряжения на резисторе 13, создаваемое током эмиттера транзистора 11, призапирает его, при этом уменьшается коллекторный ток, а следовательно, и величина магнитного потока Фц, которая приводит к уменьшению в перемычке индукции и наведению, в базовой обмотке 9 ЭДС, запирающей транзистор 11. Происходит лавинообразный процесс, при котором запирается транзистор 11, исчезают магнитные потоки Фц и Фц и перемычка 7 магнитным потоком Ф. доводится до состояния насыщения. При дальнейшем перемещении дискретного элемента пластины 2 выходят из зацепления с пластинами 15, исчезает магнитный поток фу, и перемычка 7 доводится до состояния насьпдения, а возникающая при этом ЭДС в обмотке 9 надежно запирает транзистор 11. Таким образом, при перемещении дискретного подвижного элемента 14 на выходе усилителя-формирователя ГО возникают импульсы ЭДС, число которых пропорционально координате дискретного подвижного элемента 14. Такое выполнение преобразователя повышает точность преобразования, так как улучшает форму импульсов на выходе преобразователя за счет применения в усилителе-формирователе глубокой положительной обратной свя