Датчик перемещения для гидравлических систем

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ(71) Заявитель Совместное общество с ограниченной ответственностью Гомельский приборостроительный завод(72) Авторы Карпов Владимир Александрович Ковалев Алексей Викторович Литвинов Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Совместное общество с ограниченной ответственностью Гомельский приборостроительный завод(57) 1. Датчик перемещения для гидравлических систем, содержащий цилиндрический постоянный магнит, соединенный с золотником гидроцилиндра посредством немагнитного штока, находящегося в гидрожидкости под давлением, и отделенный от окружающей среды с помощью немагнитной крышки, с внешней стороны которой установлен гальваномагнитный элемент и схема обработки, отличающийся тем, что дополнительно содержит гальваномагнитный элемент, расположенный с внешней стороны немагнитной крышки,причем гальваномагнитный элемент и дополнительный гальваномагнитный элемент установлены вдоль линии параллельной оси цилиндрического постоянного магнита эквидистантно относительно его поперечной оси симметрии. 2. Датчик перемещения для гидравлических систем по п. 1, отличающийся тем, что схема обработки содержит сумматор, входы которого связаны с выходами гальваномагнитных элементов.(56) 1.. Каталог продукции фирмы, изд-во, 1991. 2.. Каталог фирмы. 65042010.08.30 Полезная модель относится к устройствам, позволяющим контролировать перемещение рабочих органов гидросистем золотников гидроцилиндров, в частности к датчику перемещения для гидравлических систем, и может найти применение в пропорциональных системах с обратной связью по положению золотника гидрораспределителя. Известен индуктивный датчик перемещения для гидравлических систем, выполненный в виде ферромагнитного цилиндрического стержня, сочлененного с помощью немагнитного штока с золотником гидроцилиндра и расположенного в гидрожидкости под давлением, причем ферромагнитный цилиндрический стержень отделен от окружающей среды с помощью немагнитной цилиндрической крышки, на которой установлены две катушки индуктивности, соединенной со схемой обработки 1. При перемещении ферромагнитного цилиндрического стержня относительно оси симметрии индуктивность одной обмотки увеличивается, а другой уменьшается. Недостатком такого технического решения датчика является трудоемкость изготовления, сложность схемы обработки, ввиду работы датчика на переменном токе, и значительные габариты. Наиболее близким техническим решением является датчик перемещения, содержащий цилиндрический постоянный магнит, соединенный с золотником гидрораспределителя посредством немагнитного штока, находящегося в гидрожидкости под давлением и отделенного от окружающей среды с помощью немагнитной крышки, с внешней стороны которой установлен гальваномагнитный элемент и схема обработки 2. Данный датчик работает на постоянном токе, за счет чего существенно упрощается схема обработки и способ его изготовления. Однако при заданных габаритах магнита его полезное перемещение не может быть больше его осевой длины. Задачей полезной модели является создание датчика перемещения для гидравлических систем, который обеспечивает возможность повышения диапазона преобразования при заданной осевой длине постоянного магнита. Поставленная задача решается тем, что датчик перемещения для гидравлических систем, содержащий цилиндрический постоянный магнит, соединенный с золотником гидроцилиндра посредством немагнитного штока, находящегося в гидрожидкости под давлением и отделенный от окружающей среды с помощью немагнитной крышки, с внешней стороны которой установлен гальваномагнитный элемент и схема обработки, содержит дополнительный гальваномагнитный элемент, расположенный с внешней стороны немагнитной крышки, причем оба гальваномагнитных элемента установлены вдоль линии, параллельной оси цилиндрического постоянного магнита эквидистантно относительно его поперечной оси симметрии. Для заявляемого датчика перемещения в предпочтительных формах его реализации схема обработки содержит сумматор, входы которого связаны с выходами обоих гальваномагнитных элементов. Заявляемый датчик перемещения для гидравлических систем более подробно будет рассмотрен ниже на одном из возможных, но не ограничивающих примеров его реализации со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых схематично представлены фиг. 1 - функциональная схема заявляемого датчика перемещения для гидравлических систем фиг. 2 - экспериментальные выходные характеристики датчика перемещения (заявляемого и прототипа). На фиг. 1 представлена функциональная схема заявляемого датчика перемещения для гидравлических систем. Датчик перемещения для гидравлических систем содержит цилиндрический постоянный магнит 1, соединенный с золотником гидрораспределителя (на чертеже не изображен) посредством немагнитного штока 2, например с помощью резьбового соединения (на чертеже позицией не обозначено). Золотник, немагнитный шток 2 и цилиндрический постоянный магнит 1 находятся в полости 3 гидрожидкости под давлением. Полость 3 гидрожидкости от окружающей среды отделяет немагнитная цилиндри 2 65042010.08.30 ческая крышка 4, с внешней стороны которой установлены гальваномагнитный элемент 5 и дополнительный гальваномагнитный элемент 6, выходы которых соединены со входами сумматора 7, выход которого и является выходом датчика перемещения. Гальваномагнитный элемент 5 и дополнительный гальваномагнитный элемент 6 установлены вдоль линии параллельной оси 8 цилиндрического постоянного магнита эквидистантно относительно его поперечной оси 9 симметрии. Стрелкамина чертеже обозначены возможные направления перемещения цилиндрического постоянного магнита 1 вдоль оси 8, а буквамии- полюса магнита. Датчик перемещения работает следующим образом. При расположении гальваномагнитных элементов 5 и 6 симметрично относительно поперечной оси 9 симметрии цилиндрического постоянного магнита 1 радиальные составляющие индукции магнитного поля в местах установки гальваномагнитных элементов 5 и 6 равны и противоположны по направлению. Суммарный сигнал с этих элементов на выходе сумматора 7 равен нулю. При перемещении магнита 1, например, вправо (по фиг. 1) радиальная составляющая на дополнительном гальваномагнитном элементе 6 уменьшается, а на гальваномагнитном элементе 5 увеличивается, в результате выходное напряжение на выходе сумматора 7 повышается. Соответственно, при перемещении цилиндрического постоянного магнита 1 влево (по фиг. 1), выходное напряжение сумматора 7 уменьшается. На фиг. 2 графически показана зависимость изменения выходного напряжения вых сумматора 7 от величины перемещения магнита 1 вдоль его оси 8 (график а). При перемещениибольшем, чем 1, выходное напряжение начинает снижаться. Таким образом,диапазон полезного перемещения оценивается зоной однозначности характеристики преобразования (-1 1). Для датчика перемещения в соответствии с прототипом 2 при прочих равных данных(идентичные гальваномагнитные элементы, расположенные на таком же расстоянии от оси 8 цилиндрического постоянного магнита 1, и цилиндрический постоянный магнит 1 имеет такую же длину), характеристика преобразования имеет вид, представленный на фиг. 2 графиком б. Диапазон преобразования определен как (-2 2), где 2 (-2), а- осевая длина магнита 1. Для доказательства достижения заявленного технического результата экспериментально была получена зависимость выходного напряжения вы гальваномагнитного элемента при перемещении его вдоль линии, параллельной оси 8 магнита 1. Длина магнита 15 мм. В качестве гальваномагнитного элемента использовался датчик Холла фирмы 496. Расстояние между боковой поверхностью цилиндрического магнита 1 и чувствительным элементом - датчиком Холла составляет 3 мм. Перемещение измерялось штангенциркулем с разрешением 0,1 мм. Напряжение измерялось вольтметром В 7-40/3 класс 0,2 . Данные экспериментального исследования представлены в таблице. Графики, представленные на фиг. 2, построены в соответствии с данными таблицы. Из графиков видно, что диапазон преобразования, обеспечиваемый заявляемым датчиком перемещения, выше, чем в прототипе. С физической точки зрения это объясняется тем, что градиент вдоль оси радиальной составляющей индукции магнитного поля за торцом постоянного цилиндрического магнита 1 меньше, чем до торца. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5