Устройство для измерения линейных перемещений

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(71) Заявитель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов(72) Авторы Власов Владимир Вениаминович Демченко Александр Иванович Серяков Виктор Михайлович Бойков Александр Евгеньевич Чудовский Александр Константинович Кособуцкий Евгений Иванович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов(57) Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее корпус, в котором установлены магнитопроводы, расположенные с возможностью образования их концами широкого и узкого зазоров, преобразователь Холла с усилителем измеряемого сигнала,расположенный в узком зазоре, постоянный магнит и фиксатор магнитопровода, отличающееся тем, что фиксатор магнитопровода выполнен из немагнитного материала в форме конусообразной втулки, магнитопроводы размещены в направляющих посадочных прорезях, расположенных на диаметрально противоположных сторонах наружной поверхности конусообразной втулки, а постоянный магнит посажен на подвижный шток внутри конусообразной втулки.(56) Шепелевич В.Г. Датчики перемещения, угла поворота и частоты вращения на основе эффекта Холла. - Минск. 1989. - С. 11-12.2031354 1, 1995.94017597 1, 1996.4405513 1, 1995.4528758 , 1985. 6381 1 Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке автоматических систем управления механизмами и технологическими процессами. Известно устройство для измерения линейных перемещений, содержащее корпус, преобразователь Холла с усилителем сигнала, постоянный магнит, магнитопроводы и фиксатор магнитопроводов. Магнитопровод состоит из двух Г-образных частей, которые образуют узкий и широкий зазоры. В узком зазоре помещается преобразователь Холла, а в широком два постоянных магнита, которые намагничены противоположно и способны перемещаться вдоль магнитопровода. Перемещение магнитов вызывает изменение величины и направления магнитного потока в узком зазоре, и выходной сигнал с расположенного там преобразователя Холла определяется положением магнитов 1. Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая чувствительность и разрешающая способность, т.к. основная часть магнитного потока замыкается через магнитопровод, минуя узкий зазор, а значит и преобразователь Холла. Изменение сигнала пропорционально изменению длины используемого магнитопровода и при высокой его магнитной проницаемости имеет незначительный диапазон. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение чувствительности и разрешающей способности устройства. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения линейных перемещений, содержащем корпус, в котором установлены магнитопроводы, расположенные с возможностью образования их концами широкого и узкого зазоров, преобразователь Холла с усилителем измеряемого сигнала, расположенный в узком зазоре, постоянный магнит и фиксатор магнитопровода, - фиксатор магнитопровода выполнен из немагнитного материала в форме конусообразной втулки, магнитопроводы размещены в направляющих посадочных прорезях, расположенных на диаметрально противоположных сторонах наружной поверхности конусообразной втулки, а постоянный магнит посажен на подвижный шток внутри конусообразной втулки. На фигуре изображено устройство для измерения линейных перемещений в разрезе. Устройство для измерения линейных перемещений содержит корпус 1, в котором размещен фиксатор 2, выполненный в форме конусообразной втулки из немагнитного материала. Фиксатор 2 снабжен направляющими посадочными прорезями 3, расположенными на диаметрально противоположных сторонах поверхности фиксатора 2, в них размещены магнитопроводы 4, концы 5 которых образуют узкий зазор, а концы 6 - широкий зазор. В узком зазоре между концами 5 магнитопровода 4 размещен преобразователь Холла 7. Внутри фиксатора 2, выполненного в форме конусообразной втулки, расположен постоянный магнит 8, закрепленный на подвижном штоке 9. Устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом. При включении напряжения питания через преобразователь Холла 7 протекает электрический ток. Под действием магнитного поля в узком зазоре между концами 5 магнитопровода 4 на Холловских выходах (на чертеже не показаны) преобразователя Холла 7 возникает э.д.с. Холла, которая является измеряемым сигналом. При перемещении штока 9 внутри фиксатора 2, выполненного в форме конусообразной втулки из немагнитного материала, изменяется величина зазора между постоянным магнитом 8 и магнитопроводами 4, что влечет за собой изменение индукции магнитного поля в узком зазоре магнитопровода 4 между его концами 5, что в свою очередь приводит к изменению величины выходного сигнала с преобразователя Холла 7. Таким образом, поскольку удельная магнитная проницаемость зазора между магнитом 8 и магнитопроводом 4 значительно меньше удельной магнитной проницаемости магнитопровода 4, то изменение величины зазора между магнитом 8 и магнитопроводом 4 приводит к значительному увеличению полезного сигнала, повышению точности и разрешающей способности устройства для измерения линейных перемещений, т.к. конусообразная форма 2 6381 1 втулки из немагнитного материала фиксатора 2 дает возможность в отличие от прототипа изменением зазора между магнитом 8 и магнитопроводом 4 существенно изменять сопротивление магнитной цепи при небольших перемещениях штока 9, а направляющие посадочные прорези 3 определяют геометрию магнитной системы, зависимость полезного выходного сигнала от перемещения штока 9. Источники информации 1. Шепелевич В.Г. Датчики перемещения, угла поворота и частоты вращения на основе эффекта Холла. - Мн., 1989. - С. 11-12. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.