Датчик

Реферат: UA 74385 U UA 74385 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 зусиль, тиску, ваги, переміщень. 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, G01G 9/00, опубл. 26.06.2010, бюл. № 12]. Цей ваговимірювальний датчик обрано за прототип. Недолік відомого ваговимірювального датчика полягає в тому, що він має обмежені функціональні можливості, оскільки його неможливо одночасно застосовувати як датчик кутових переміщень. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення датчика шляхом того, що кожний ферочутливий елемент обладнано другою додатковою вихідною обмоткою, причому другі додаткові вихідні обмотки відповідно першої та другої пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початки других додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів, розташованих з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано. Це забезпечить додаткове вимірювання кутових переміщень, завдяки чому розшириться сфера застосування датчика. Поставлена задача досягається 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, 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 корисної моделі, кожний ферочутливий елемент обладнано другою додатковою вихідною обмоткою, причому другі додаткові вихідні обмотки відповідно першої та другої пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початки других додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів, розташованих з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено датчик, що містить джерело 1 магнітного поля довжиною l (постійний стрижневий магніт, магнітоносій з нанесеною на нього магнітною міткою), прикріплене до пружних елементів (не показано), першу пару 2, 3 ферочутливих елементів, основні вихідні обмотки яких з'єднано за диференціальною схемою, другу пару 4, 5 ферочутливих елементів, основні вихідні обмотки яких також з'єднано за диференціальною схемою, перша 2, 3 та друга 4, 5 пари ферочутливих елементів розташовані одна відносно іншої на відстані, що дорівнює половині l/2 довжини джерела 1 магнітного поля, причому кінці основних вихідних обмоток ферочутливих елементів 2 та 4 об'єднані, перші додаткові вихідні обмотки першої 2, 3 та другої 4, 5 пар ферочутливих елементів з'єднано за градієнтною схемою, при цьому початок та кінець перших додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів 2 та 4 об'єднано, другі додаткові вихідні обмотки першої 2, 3 та другої 4, 5 пар ферочутливих елементів з'єднано за градієнтною схемою, а початки других додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів 2 та 4 об'єднано, при цьому початки основних вихідних обмоток ферочутливих елементів 3, 5 підключено до підсилювача pz, початок першої додаткової вихідної обмотки ферочутливого елемента 3 та кінець першої додаткової вихідної обмотки ферочутливого елемента 5 - до підсилювача рх, а початки других додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів 3, 5 - до підсилювача α. Датчик працює наступним чином. При зусиллі β=0 та куті повороту α=0 перша 2, 3 та друга 4, 5 пари ферочутливих елементів розташовані симетрично відносно осей 0х та 0z як у середині під діапазонів лінійності вздовж осі 0z вертикальних складових напруженостей Нв1 та Нв2 зовнішнього поля джерела 1 магнітного поля, так і у середині діапазонів лінійності вздовж осі 0х 1 UA 74385 U 5 10 15 цих же вертикальних складових напруженостей. На основних та додаткових вихідних обмотках кожного ферочутливого елемента 2-5 будуть однакові за величиною сигнали, а на вході підсилювачів pz, рх та α сумарні сигнали будуть дорівнювати нулю. При зусиллі р≠0 джерело 1 магнітного поля зміщується вздовж ферочутливих елементів 2-5 по осі 0x на відстань, пропорційну рх, по осі 0z - пропорційну pz. У цьому випадку на вихідних обмотках кожного ферочутливого елемента 2-5 з'являться однакові за величиною прирости сигналів, причому сумарний сигнал на основних вихідних обмотках ферочутливих елементів 25, пропорційний рz, буде дорівнювати почетвереному значенню приросту сигналу одного з ферочутливих елементів, а сумарний сигнал на перших додаткових вихідних обмотках ферочутливих елементів 2-5, пропорційний рх, буде також дорівнювати почетвереному значенню приросту сигналу одного з ферочутливих елементів. При повороті джерела 1 магнітного поля, наприклад, за годинниковою стрілкою на певний кут α≠0 на других додаткових вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 3, 4 сигнали збільшуються, а на других додаткових вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 2, 5 сигнали зменшуються, при цьому сумарний сигнал датчика, пропорційний α, буде дорівнювати почетвереному значенню приросту сигналів кожного з ферочутливих елементів 2-5. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 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, який відрізняється тим, що кожний ферочутливий елемент обладнано другою додатковою вихідною обмоткою, причому другі додаткові вихідні обмотки відповідно першої та другої пар ферочутливих елементів увімкнено за градієнтною схемою, а початки других додаткових вихідних обмоток ферочутливих елементів, розташованих з одного боку джерела магнітного поля, об'єднано. 2 UA 74385 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