close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7411

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7411
(13) C1
(19)
(46) 2005.09.30
(12)
7
(51) G 01B 7/00, 7/14
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
BY 7411 C1 2005.09.30
(21) Номер заявки: a 20020641
(22) 2002.07.19
(43) 2004.03.30
(71) Заявитель: Научно-исследовательское
республиканское унитарное предприятие "Минский НИИ радиоматериалов" (BY)
(72) Авторы: Демченко Александр Иванович; Потапов Александр Львович;
Соболевский Александр Владимирович; Серяков Виктор Михайлович; Чудовский Александр Константинович (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-исследовательское республиканское унитарное
предприятие "Минский НИИ радиоматериалов" (BY)
(56) Хомерики О.К. Гальваномагнитные элементы и устройства автоматики и вычислительной техники. - М.: Энергия,
1975. - С. 81-83.
RU 2178139 C2, 2002.
SU 1693359 А1, 1991.
SU 1629747 А1, 1991.
SU 1656313 А1, 1991.
SU 1551976 А1, 1990.
JP 01009302 A, 1989.
JP 04093701 A, 1992.
(57)
1. Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее два постоянных
магнита, формирующих пространственное магнитное поле, элемент Холла, расположенных на основании, подвижный ферромагнитный элемент, отличающееся тем, что снабжено дополнительным ферромагнитным элементом, расположенным между двумя постоянными магнитами таким образом, что его продольная ось расположена вдоль силовых
линий постоянных магнитов на расстоянии от продольных осей постоянных магнитов, определяемом по формуле:
D+a +d
h=
,
3
BY 7411 C1 2005.09.30
где D - диаметр постоянного магнита;
d - диаметр дополнительного ферромагнитного элемента;
a - расстояние между продольными осями постоянных магнитов.
2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что дополнительный ферромагнитный элемент выполнен в форме цилиндрического стержня, снабженного наружной резьбой, а основание снабжено отверстием с внутренней резьбой, соосным с дополнительным ферромагнитным элементом.
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано
при разработке автоматизированных систем управления механизмами и технологическими процессами.
Известно устройство для измерения линейных перемещений, содержащее два постоянных магнита, формирующих пространственное магнитное поле, элемент Холла, причем
элемент Холла расположен в воздушном зазоре симметричного магнитопровода, образованного двумя постоянными магнитами и подвижным ферромагнитным элементом [1].
Это устройство обладает недостатками, заключающимися в том, что возникают определенные трудности при настройке начальной рабочей точки устройства, что связано с
конструктивными особенностями устройства и технологическими разбросами изготовления постоянных магнитов и наличием остаточного напряжения у элемента Холла.
Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности устройства
для измерения перемещения с одновременной возможностью настройки параметров устройства.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для измерения линейных перемещений, содержащее два постоянных магнита, формирующих пространственное магнитное поле, элемент Холла, расположенных на основании, подвижный ферромагнитный
элемент, снабжено дополнительным ферромагнитным элементом, расположенным между
двумя постоянными магнитами таким образом, что его продольная ось расположена вдоль
силовых линий постоянных магнитов на расстоянии от продольных осей постоянных магнитов, определяемых по формуле:
D+a +d
h=
,
3
где D - диаметр постоянного магнита;
d - диаметр дополнительного ферромагнитного элемента;
а - расстояние между продольными осями постоянных магнитов.
Причем дополнительный ферромагнитный элемент выполнен в виде цилиндрического
стержня и снабжен наружной резьбой, а основание снабжено соосным с дополнительным
ферромагнитным элементом отверстием, имеющим внутреннюю резьбу.
Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре изображено устройство для измерения линейных перемещений в разрезе.
Устройство для измерения линейных перемещений содержит следующие элементы.
Постоянный магнит 1, второй постоянный магнит 2, которые намагничены вдоль своей
большой оси. Одноименные магнитные полюса постоянных магнитов 1 и 2 направлены в
одну сторону и создают пространственное магнитное поле 3. Между постоянными магнитами 1 и 2 расположен элемент Холла 4. Подвижный ферромагнитный элемент 5 закрепляется на деталь, перемещение которой измеряется (на фигуре не показана). Дополнительный ферромагнитный элемент 6, который расположен между постоянными магнитами
1 и 2 параллельно их продольным осям. Постоянные магниты 1 и 2 и элемент Холла 4 жестко закреплены относительно основания 7.
2
BY 7411 C1 2005.09.30
Устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом.
Постоянные магниты 1 и 2 создают пространственное магнитное поле 3. В зоне максимального градиента магнитного поля 3 должен быть расположен элемент Холла 4 для
получения максимальной пространственной чувствительности. При сборке устройства изза технологических разбросов изготовления частей магнитной системы и технологических
допусков при сборке устройства получить этого практически не удается. Вводя в направлении "X" соосно постоянным магнитам 1 и 2 дополнительный ферромагнитный элемент
6, мы добиваемся дополнительной концентрации магнитных силовых линий пространственного магнитного поля 3, увеличивая градиент магнитной индукции в зоне расположения элемента Холла 4. Силовые линии магнитного поля 3 оттягиваются из пространства
между постоянными магнитами 1 и 2 в тело дополнительного ферромагнитного элемента
6. На торце дополнительного ферромагнитного тела 6 плотность силовых линий существенно выше. Торец дополнительного ферромагнитного элемента 6 подводится к элементу
Холла 4, чем достигается концентрация силовых линий в зоне элемента Холла 4. Чем
больше диаметр дополнительного ферромагнитного элемента 6, тем больше эффект концентрации, тем выше градиент магнитного поля в рабочей зоне элемента Холла 4.
Но существуют физические пределы увеличения площади поперечного сечения дополнительно элемента 6 из-за явления шунтирования всего магнитного потока в зоне элемента Холла 4. При соблюдении геометрических размеров, заложенных в формуле при
расчете магнитной системы, достигаются оптимальное соотношение размеров составных
частей магнитной системы и получение максимального увеличения градиента магнитного
поля в зоне элемента Холла 4.
При большем градиенте магнитного поля в рабочей зоне элемента Холла 4 одни и те
же линейные перемещения "L" рабочего ферромагнитного элемента 5 вызывают большие
изменения выходного напряжения с элемента Холла 4. Этим достигается увеличение чувствительности устройства, увеличение пространственной разрешающей способности устройства при измерении линейных перемещений.
Причем введение дополнительного ферромагнитного элемента 6 одновременно выполняет и роль настройки рабочей точки устройства. Элемент Холла 4 расположен посередине между постоянными магнитами 1 и 2 и соосно дополнительному ферромагнитному элементу 6. При вводе ферромагнитного элемента 6 происходит не только концентрация силовых магнитных линий на его торце, но и искривление сконцентрированного
пространственного магнитного поля 3 в рабочей зоне элемента Холла 4. Так как элемент
Холла 4 является прибором, выходной сигнал с которого зависит не только от амплитуды,
но и от направления воздействующего магнитного поля, то незначительное искривление
магнитного поля равносильно введению постоянной составляющей в результирующий
сигнал с элемента Холла 4. Причем величина этой постоянной составляющей может быть
как положительной, так и отрицательной, в зависимости от расстояния от торца дополнительного ферромагнитного элемента 6 до рабочей зоны элемента Холла 4. Введение этой
постоянной составляющей позволяет скорректировать начальную погрешность установки
(сборки) магнитной системы и элемента Холла 4 и скорректировать технологические разбросы, полученные при изготовлении и намагничивании постоянных магнитов 1 и 2. Это
искривление пространственного магнитного поля достигается малыми перемещениями, по
сравнению с геометрическими размерами дополнительного ферромагнитного элемента 6.
Причем градиент магнитного поля в зоне элемента Холла 4 практически не меняется при
малых перемещениях ферромагнитного элемента 6, что не сказывается на величине чувствительности устройства.
При изготовлении дополнительного ферромагнитного элемента 6 в цилиндрической
форме с наружной резьбой и наличии соосного ему отверстия (на чертеже не показано) в
3
BY 7411 C1 2005.09.30
основании 7 с внутренней резьбой получается винтовая пара, которая позволяет плавно
вводить ферромагнитный элемент 6 путем вращения его вдоль своей оси. Применение цилиндрической формы дополнительного ферромагнитного элемента 6 позволяет повысить
технологичность устройства, упрощает процесс настройки, повышает точность настройки,
упрощает фиксацию дополнительного ферромагнитного элемента 6 в магнитной системе.
Таким образом, наличие дополнительного ферромагнитного элемента 6 в рассматриваемом устройстве позволяет увеличить чувствительность устройства, а также позволяет
одновременно проводить корректировку технологических разбросов при изготовлении
устройства.
Если изготовить дополнительный ферромагнитный элемент 6 цилиндрической формы
и снабдить наружной резьбой, а в основании соосно изготовить отверстие (на чертеже не
показано) с внутренней резьбой, то в рассматриваемом устройстве появляются дополнительные положительные качества, связанные с удобством точной настройки устройства.
Источники информации:
1. Хомерики О.К. Гальваномагнитные элементы автоматики и вычислительной техники. - M.: Энергия, 1975. - С. 81-83, рис. 3.12.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
76 Кб
Теги
by7411, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа