Датчик

Реферат: UA 74373 U UA 74373 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 кутових переміщень. Відомий 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, додаткові два джерела магнітного поля, розміщені по обидва боки від основного джерела магнітного поля та з'єднані з ним немагнітними перемичками [див. патент України № 65061, G01G 9/00, опубл. 25.11.2011, бюл. № 22]. Цей ваговимірювальний датчик вибрано за прототип. Недоліком відомого датчика є те, що він має функціональні обмеження, оскільки ним неможливо вимірювати кутові переміщення. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення датчика шляхом того, що у ньому застосовано додаткові третю та четверту пари ферочутливих елементів, розміщені одна відносно іншої на відстані, що дорівнює довжині джерела магнітного поля, при цьому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів третьої пари об'єднані, а також об'єднані початки вихідних обмоток ферочутливих елементів третьої пари та кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів четвертої пари, розташованих з одного боку кожного з додаткових джерел магнітного поля, що дозволить використовувати датчик також для вимірювання кутових переміщень. Поставлена задача вирішується тим, що у 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 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, додаткові два джерела магнітного поля, розміщені по обидва боки від основного джерела магнітного поля та з'єднані з ним немагнітними перемичками, згідно з корисною моделлю, застосовано додаткові третю та четверту пари ферочутливих елементів, розміщені одна відносно іншої на відстані, що дорівнює довжині джерела магнітного поля, при цьому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів третьої пари об'єднані, а також об'єднані початки вихідних обмоток ферочутливих елементів третьої пари та кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів четвертої пари, розташованих з одного боку кожного з додаткових джерел магнітного поля. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено ваговимірювальний датчик, що містить джерело 1 магнітного поля (постійний стрижневий магніт), додаткові джерела 2 магнітного поля, розташовані по обидва боки від джерело 1 магнітного поля, немагнітні перемички 3, що скріплюють джерела 1-3 магнітного поля з їхніх торців, першу пару 4, 5 ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких з'єднано за диференціальною схемою, другу пару 6, 7 ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких також з'єднано за диференціальною схемою, причому перша 4, 5 та друга 6, 7 пари ферочутливих елементів розташовані одна відносно другої на відстані, що дорівнює половині 1/2 довжини джерела 1 магнітного поля, при цьому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів 4 та 6 об'єднані, а початки вихідних обмоток ферочутливих елементів 5, 7 підключені до підсилювача pz, а також містить третю 8, 9 та четверту 10, 11 пари ферочутливих елементів, розміщених одна відносно іншої на відстані, що дорівнює довжині l джерела магнітного поля, при цьому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів 8, 9 третьої пари об'єднані, а також об'єднані початки їхніх вихідних обмоток та кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів 10, 11 четвертої пари, а початки їхніх вихідних обмоток підключено до підсилювача α. Датчик працює наступним чином. При зусиллі рz=0 перша 4, 5 та друга 6, 7 пари ферочутливих елементів розташовані симетрично відносно магнітної нейтралі n-n та у середині піддіапазонів лінійності вертикальних складових напруженостей Нв1 та Нв2 результівного зовнішнього поля джерел 1, 2 магнітногополя. На вихідних обмотках кожного ферочутливого елемента 4-7 будуть однакові за величиною сигнали, а на вході підсилювача pz сумарний сигнал буде дорівнювати нулю. При куті повороту α=0 джерел 1, 2 магнітного поля третя 8, 9 та четверта 10, 11 пари ферочутливих елементів розташовані симетрично відносно магнітної нейтралі n-n та осі N-S центрального джерела 1 магнітного поля і вимірюють однакові за величиною вертикальні складові напруженостей зовнішнього поля джерел 2 магнітного поля. На вихідних обмотках 1 UA 74373 U 5 10 15 20 25 30 кожного ферочутливого елемента 8-11 будуть однакові за величиною сигнали, а на вході підсилювача α результівний сигнал буде дорівнювати нулю. При pz≠0 джерела 1, 2 магнітного поля зміщуються вздовж ферочутливих елементів 4-7 по осі N-S на відстань, пропорційну pz. У цьому випадку на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 4-7 з'являться однакові за величиною прирости сигналів, причому сумарний сигнал з вихідних обмоток ферочутливих елементів 4-7, пропорційний pz, буде дорівнювати почетвереному значенню приросту сигналів кожного з цих ферочутливих елементів. При повороті джерел 1, 2 магнітного поля, наприклад, за годинниковою стрілкою на певний кут α≠0 на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 9, 10 сигнали збільшуються, а на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 8, 11 сигнали зменшуються, при цьому сумарний сигнал датчика буде дорівнювати почетвереному значенню приросту сигналів кожного з ферочутливих елементів 8-11. При повороті джерел 1, 2 магнітного поля, наприклад, проти годинникової стрілки на певний кут α≠0 на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 9, 10 сигнали зменшуються, а на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 8, 11 сигнали збільшуються, при цьому сумарний сигнал датчика буде дорівнювати почетвереному значенню приросту сигналів кожного з ферочутливих елементів 8-11. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 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, додаткові два джерела магнітного поля, розміщені по обидва боки від основного джерела магнітного поля та з'єднані з ним немагнітними перемичками, який відрізняється тим, що застосовано додаткові третю та четверту пари ферочутливих елементів, розміщені одна відносно іншої на відстані, що дорівнює довжині джерела магнітного поля, при цьому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів третьої пари об'єднані, а також об'єднані початки вихідних обмоток ферочутливих елементів третьої пари та кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів четвертої пари, розташованих з одного боку кожного з додаткових джерел магнітного поля. 2 UA 74373 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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