Магнитный датчик линейных перемещений

(51) 01 7/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ электрических или магнитных средств, и может быть использовано для измерения линейных перемещений объекта. Техническим результатом изобретения является увеличение выходного сигнала с магниточувствительного элемента и повышение точности измерений. Это достигается тем, что в известном магнитном датчике линейных перемещений, содержащем стержневой постоянный магнит,магниточувствительный элемент и плоский магнитопровод,выполненный в виде полюсных наконечников из ленточного материала, согласно изобретению,полюсные наконечники жестко соединены с полюсами стержневого постоянного магнита с возможностью изменения их формы,а магниточувствительный элемент расположен между полюсными наконечниками с возможностью перемещения вдоль их продольной оси.(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Геотехносервис Товарищество с ограниченной ответственностью Горнорудная компания(54) МАГНИТНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 21732 Изобретение относится к измерительным устройствам,отличающимся использованием электрических или магнитных средств, и может быть использовано для измерения линейных перемещений объекта. Известен электромагнитный датчик линейных перемещений, содержащий плоское диэлектрическое основание с нанесенным на него слоем фольги,выполненным в виде равнобедренного треугольника,медиана которого расположена вдоль продольной оси диэлектрического основания,установленную перпендикулярно к основанию с возможностью перемещения вдоль его продольной оси магнитную головку и подключенный к слою фольги стабилизированный источник тока,согласно изобретению,боковые стороны треугольника выполнены по гиперболе.(А.с.1796881, кл. 01 7/00, 1993 г.) Недостатками данного электромагнитного датчика являются потребность в дополнительном источнике питания и необходимость выдерживать зазор между магнитной головкой и фольгой. Известен также бесконтактный датчик перемещения, содержащий плоский магнитопровод с зазором,установленный в зазоре магниточувствительный элемент и размещенный перпендикулярно плоскости магнитопровода с возможностью перемещения вдоль его поверхности стержневой постоянный магнит,согласно изобретению, магнитопровод выполнен с полюсными наконечниками из ленточного материала, а магниточувствительный элемент выполнен в виде двухколлекторного магнитотранзистора,установленного так,что его продольная магниточувствительная ось совпадает с продольной осью симметрии магнитопровода, и отделенного зазором не более 0,2 мм от торцов полюсных наконечников магнитопровода, обращенных в зазор и имеющих площадь поперечного сечения,превышающую площадь поперечного сечения магниточувствительной зоны магнитотранзистора.(А.с.1744431, кл. 01 7/00, 1992 г.) Недостатком данного бесконтактного датчика перемещения является поддержание постоянного зазора между подвижными элементами устройства (в данном случае между магнитом и магнитопроводом). Непостоянство зазора вызывает существенную погрешность измерения. Задачей изобретения является создание магнитного датчика линейных перемещений, в котором изменение зазора между подвижными элементами не вносит существенную погрешность в измерения. Техническим результатом изобретения является увеличение выходного сигнала с магниточувствительного элемента и повышение точности измерений. Это достигается тем, что в известном магнитном датчике линейных перемещений, содержащем стержневой постоянный магнит,магниточувствительный элемент и плоский магнитопровод,выполненный в виде полюсных наконечников из ленточного материала, согласно изобретению,полюсные наконечники жестко соединены с полюсами стержневого постоянного магнита с возможностью изменения их формы, а магниточувствительный элемент расположен между полюсными наконечниками с возможностью перемещения вдоль их продольной оси. Технический результат достигается за счет движения магниточувствительного элемента между полюсными наконечниками неподвижного постоянного стержневого магнита. Отклонение измеряемой траектории в перпендикулярной плоскости измеряемого движения не вносит погрешность в измерения,так как при перемещении магниточувствительного элемента между полюсными наконечниками перпендикулярно их продольной оси магнитная индукция не изменяется. На фиг.1 представлена схема магнитного датчика линейных перемещений, вид сверху, на фиг.2 - в сечении вдоль продольной оси. Магнитный датчик линейных перемещений содержит стержневой постоянный магнит 1,магниточувствительный элемент 2 и плоский магнитопровод, выполненный в виде полюсных наконечников 3 из ленточного ферромагнитного материала (фиг. 1,2). Полюсные наконечники 3 жестко соединены с полюсами постоянного стержневого магнита 1, а с другой стороны зафиксированы на несущей опоре с возможностью изменения их формы при настройке. При этом расстояние между полюсными наконечниками 3 гораздо меньше их размеров. Магниточувствительный элемент 2 расположен между полюсными наконечниками 3 с возможностью перемещения вдоль продольной оси полюсных наконечников при измерениях. В качестве магниточувствительного элемента 2 используют линейный датчик Холла. Магнитный датчик линейных перемещений работает следующим образом. При перемещении магниточувствительного элемента 2 между полюсными наконечниками 3,жестко соединенными с полюсами стержневого постоянного магнита 1 (фиг.1, 2), выходное напряжение магниточувствительного элемента 2 меняется по закону аппроксимированному функцией вых, где А и К - коэффициенты, которые зависят от магнитодвижущей силы магнита и линейных размеров датчика х - расстояние между стержневым постоянным магнитом и магниточувствительным элементом. Экспериментально полученная зависимость вых. от х для заявляемого устройства приведена в таблице. Таблица Зависимость выходного напряжения от расстояния между стержневым постоянным магнитом и магниточувствительным элементом. вых., В 3,360 3,200 3,030 2,855 2,702 2,561 х, мм 5 10 15 20 25 30 21732 Т.е. зависимость выходного напряжения от расстояния между стержневым постоянным магнитом и магниточувствительным элементом близка к линейной. Данное устройство позволяет уменьшить нелинейность путем изменения формы полюсных наконечников 3. Опытный экземпляр магнитного датчика линейных перемещений изготовлен и испытан в лаборатории геофизических исследований скважин ТОО Геотехносервис. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Магнитный датчик линейных перемещений,содержащий стержневой постоянный магнит,магниточувствительный элемент и плоский магнитопровод, выполненный в виде полюсных наконечников из ленточного материала,отличающийся тем, что полюсные наконечники жестко соединены с полюсами стержневого постоянного магнита с возможностью изменения их формы, а магниточувствительный элемент расположен между полюсными наконечниками с возможностью перемещения вдоль их продольной оси.