Ваговимірювальний датчик

Реферат: UA 68940 U UA 68940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для вимірювання ваги, зусиль, тиску. Відомо ваговимірювальний датчик, що містить джерело магнітного поля, розташоване між першою парою ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких увімкнені за диференціальною схемою, та другу пару ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких також увімкнені за диференціальною схемою, причому обидві пари ферочутливих елементів розташовані одна відносно іншої на відстані, що дорівнює половині довжини джерела магнітного поля, а кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів, розташованих з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано, кожний ферочутливий елемент обладнано додатковою вихідною обмоткою, причому додаткові вихідні обмотки відповідно першої та другої пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початок та кінець додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів, розміщених з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано [див. патент України № 51020, МПК G01G9/00, опубл. 25.06.2010, бюл. № 12]. Цей ваговимірювальний датчик обрано за прототип. Недоліком відомого ваговимірювального датчика є те, що через наявні пари ферочутливих елементів та джерело магнітного поля він має недостатню чутливість. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення ваговимірювального датчика шляхом того, що у датчику застосовано додаткове джерело магнітного поля, розташоване між додатковими третьою та четвертою парами ферочутливих елементів, розміщеними та з'єднаними аналогічно першій та другій парам ферочутливих елементів, причому додаткове джерело магнітного поля пристиковане однойменним полюсом до основного джерела магнітного поля, що забезпечить підвищення чутливості датчика та точності вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що у ваговимірювальному датчику, що містить джерело магнітного поля, розташоване між першою парою ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких увімкнені за диференціальною схемою, та другу пару ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких також увімкнені за диференціальною схемою, причому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів, розташованих з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано, кожний ферочутливий елемент обладнано додатковою вихідною обмоткою, причому додаткові вихідні обмотки відповідно першої та другої пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початок та кінець додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів, розміщених з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано, згідно з корисною моделлю, у датчику застосовано додаткове джерело магнітного поля, розташоване між додатковими третьою та четвертою парами ферочутливих елементів, розміщеними та з'єднаними аналогічно першій та другій парам ферочутливих елементів, причому додаткове джерело магнітного поля пристиковане однойменним полюсом до основного джерела магнітного поля. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено ваговимірювальний датчик, що містить джерела 1, 2 магнітного поля (постійний стрижневий магніт, магнітоносій з нанесеною на нього магнітною міткою), прикріплені до пружних елементів (не показано), першу пару 3, 4 ферочутливих елементів, основні вихідні обмотки яких з'єднано за диференціальною схемою, другу пару 5, 6 ферочутливих елементів, основні вихідні обмотки яких також з'єднано за диференціальною схемою, причому перша 3, 4 та друга 5, 6 пари ферочутливих елементів розташовані одна відносно другої на відстані, що дорівнює половині l/2 довжини джерела 1 магнітного поля, причому кінці основних вихідних обмоток ферочутливих елементів 3 та 5 об'єднані, а додаткові вихідні обмотки відповідно першої 3, 4 та другої 5, 6 пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початок та кінець додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів 3, 5 об'єднано, третю пару 7, 8 ферочутливих елементів, основні вихідні обмотки яких з'єднано за диференціальною схемою, четверту пару 9, 10 ферочутливих елементів, основні вихідні обмотки яких також з'єднано за диференціальною схемою, причому третя 7, 8 та четверта 9, 10 пари ферочутливих елементів розташовані одна відносно іншої на відстані, що дорівнює половині l/2 довжини джерела 2 магнітного поля, причому кінці основних вихідних обмоток ферочутливих елементів 7 та 9 об'єднані, а додаткові вихідні обмотки відповідно третьої 7, 8 та четвертої 9, 10 пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початок та кінець додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів 7, 9 об'єднано, при цьому початки основних вихідних обмоток ферочутливих елементів 4, 10 підключено до підсилювача pz, а початок додаткової вихідної обмотки ферочутливого елемента 4 та кінець додаткової вихідної обмотки ферочутливого елемента 10 - до підсилювача рх. Ваговимірювальний датчик працює наступним чином. При р=0 перша 3, 4 - четверта 9, 10 пари ферочутливих елементів розташовані симетрично відносно осей х та z у середині пiддіапазонів лінійності вертикальних складових напруженостей Нв1, Нв2, Нв3 та Нв4 зовнішнього 1 UA 68940 U 5 10 поля джерел 1, 2 магнітного поля, тому на основних та додаткових вихідних обмотках кожного ферочутливого елемента 3-10 сигнали мають однакові величини, тому на вході підсилювачів рх та pz сумарні сигнали також будуть дорівнювати нулю. У загальному випадку при р≠0 джерела 1, 2 магнітного поля зміщуються вздовж ферочутливих елементів 3-10 по осі х на відстань, пропорційну рх, а по осі z - пропорційну pz, У цьому випадку на виходах основної та додаткової обмоток кожного ферочутливого елемента 310 з'являться однакові за величиною прирости сигналів, причому сумарний сигнал з основних вихідних обмоток ферочутливих елементів 3-10, пропорційний pz, буде дорівнювати повосьмереному значенню приросту сигналу одного з ферочутливих елементів, а сумарний сигнал з додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів 3-10, пропорційний рх, буде також дорівнювати повосьмереному значенню приросту сигналу одного з ферочутливих елементів. Корисна модель водночас завдяки належному вибору геометрії джерел 1, 2 магнітного поля забезпечить підвищення точності вимірювання зусиль у двох координатах. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Ваговимірювальний датчик, що містить джерело магнітного поля, розташоване між першою парою ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких увімкнені за диференціальною схемою, та другу пару ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких також увімкнені за диференціальною схемою, причому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів, розташованих з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано, кожний ферочутливий елемент обладнано додатковою вихідною обмоткою, причому додаткові вихідні обмотки відповідно першої та другої пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початок та кінець додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів, розміщених з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано, який відрізняється тим, що у датчику застосовано додаткове джерело магнітного поля, розташоване між додатковими третьою та четвертою парами ферочутливих елементів, розміщеними та з'єднаними аналогічно першій та другій парам ферочутливих елементів, причому додаткове джерело магнітного поля пристиковане однойменним полюсом до основного джерела магнітного поля. 2 UA 68940 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3