Бесконтактный датчик расстояния до объекта из ферромагнитного материала

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение функциональных возможностей бесконтактного датчика расстояния до объекта контроля, выполненного из ферромагнитного материала, путем измерения также частоты и амплитуды вибраций. Датчик содержит неподвижный магнитопровод с полюсными наконечниками 1 и 2, выполненными Г-образными с соотношением толщин полки 3 и стойки 4 в доапозоне 0,1-0,2. В основание магнитопровода встроен двухполюсный постоянный магнит 5.На боковой поверхности магнита 5 у его торца закреплен между ним и полкой 3 полюсного наконечника 1 элемент 6 Холла. При дотаточном удалении от датчика ферромагнитного объекта магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 5, наводит на элемент 6 Холла ЭДС. При приближении ферромагнитного объекта просходит перераспределение магнитного потока в зазор, где размещен элемент 6 Холла, вследствии чего величина ЭДС уменьшается и меняет знак на обратный, что позволяет измерять не только расстояние до поверхности объекта, но также и амплитуду и частоту его вибрации. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4484850/25-28 (22) 20.09.88 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (75) И. А. Василец и И. И. Узунова (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1078236, кл. G Ol В 7/00, 1983. (54) БЕСКОНТАКТНЫ11 ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ ДО ОБЪЕКТА ИЗ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение функциональных возможностей бесконтактного датчика расстояния до объекта контроля, выполненного из ферромагнитного материала, путем измерения также частоты и амплитуды вибраций. Датчик содержит неподвижный магнитопровод с пол юсными наконеч„„Я0„„158015З А 1 (51)5 G 01 В 7/14, G 01 Н ll/00 никами 1 и 2, выполненными Г-образными с соотношением толщин полки 3 и стойки

4 в диапазоне 0,1 — 0,2. В основание магнитопровода встроен двухполюсный постоянный магнит 5. На боковой поверхности магнита 5 у его торца закреплен между ним и полкой 3 полюсного наконечника 1 элемент 6 Холла. При достаточном удалении от датчика ферромагнитного объекта магнитный поток, создаваемый постоянным магиитом 5, наводит на элементе 6 Холла ЭДС.

При приближении ферромагнитного объекта происходит перераспределение магнитного потока в зазоре, где размещен элемент 6

Холла, вследствие чего величина ЭДС уменьшается и меняет знак на обратный, что позволяет измерять ие только расстояние до поверхности объекта, но также и амплитуду и частоту его вибраций. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

15S0153

Изобретение оТНосНТсН к измерительной технике и предназначено для измерений перемещений, а также амплитуды и частоты вибраций объектов из ферромагнитных материалов, например в системах диагностики машин и механизмов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей бесконтактного датчика расстояния до объекта из ферромагнитного материала за счет измерения также частоты и амплитуды его вибраций, путем перераспределения силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, между объектом и полюсными наконечниками магнитопровода датчика.

На фиг. 1 представлен бесконтактный датчик расстояния до объекта, выполненного из ферромагнитного материала; на фиг. 2— выходные характеристики датчика при различных соотношениях толщин полки а и стойки в полюсных наконечников.

Бесконтактный датчик расстояния до объекта из ферромагнитного материала содержит неподвижный магнитопровод с полюсными наконечниками 1 и 2, выполненными

Г-образными с соотношением толщин а и в полки 3 и стойки 4 соответственно в диапазоне 0,1 — 0,2. В основание магнитопровода встроен двухполюсный постоянный магнит 5, выполненный из высококоэрцитивного материала, например КС вЂ” 37А.

На боковой поверхности магнита 5 у его торца со смещением относительно магнит- 30 ной нейтрали постоянного магнита между ним и полкой 3 полюсного наконечника 1 закреплен элемент 6 Холла. Для повышения чувствительности датчика он может быть снабжен вторым элементом 7 Холла, Закрепленным симметрично первому на боко- 35 вой поверхности магнита 5 у его второго торца между ним и полкой 3 второго

Г-образного наконечника 2. Оба элемента соединяют последовательно-согласно.

Бесконтактный датчик расстояния до объ- 4 екта из ферромагнитного материала работает следующим образом.

В исходном положении, когда объект контроля находится на большом удалении от датчика, магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 5, проходя через эле- 45 мент 6 Холла, наводит на его выводах ЭДС, полярность которой определяется стороной элемента 6 Холла, наклеенного на боковую поверхность магнита 5. При приближении ферромагнитного объекта контроля к датчику

-;. .и:. —..;:::. ачинают частично ,a,;,è.:.,:,:< я <ер - этот бъект, перераспределяя величин,:.:агнитного потока между элементом 6 Холла и объектом контроля, вследствие чего начинает уменьшаться исходная величина ЭДС Холла. При дальнейшем приближении контролируемого ферромагнитного объекта к датчику ЭДС на его выводах меняет знак на обратный, что обусловлено влиянием объекта из ферромагнитного материала. Чем меньше толщина а полки

Г-образного полюсного наконечника по сравнению с толщиной в его стойки, тем в большем диапазоне перемещений обспечивается линейность выходной характеристики (фиг. 2).

Благодаря тому, что сигнал датчика имеет знакопеременный характер, он позволяет измерять амплитуду и частоту вибраций ферромагнитного объекта контроля при его колебаниях относительно датчика. Снабжение датчика вторым элементом 7 Холла, соединенным с первым последовательно-согласно, повышает чувствительность датчика при измерении перемещений, а также амплитуды и частоты вибраций объекта контроля из ферромагнитного материала.

Формула изобретения

1. Бесконтактный датчик расстояния до объекта из ферромагнитного материала, содержащий неподвижный магнитопровод с полюсными наконечниками, встроенный в основание магнитопровода двухполюсный постоянный магнит и размец;енный на магнитопро воде со смещением относительно его магнитной нейтрали элемент Холла, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения также частоты и амплитуды вибраций объекта, оба полюсных наконечника выполнены Г-образными с соотношением толщин полки и стойки в диапазоне 0,1 — 0,2, а элемент Холла закреплен у торца магнита на его боковой поверхности между ним и полкой полюсного наконечника.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности, он снабжен вторым элементом Холла, закрепленным симметрично первому на боковой поверхности магнита у его второго торца между ним и полкой второго Г-образного наконечника и соединенным с первым элементом Холла последовательно-согласно.

1580153

Составитель Т. Бычкова

Редактор С. Патрушева Техред А. Кравчук Корректор Л. Бескид

Заказ 2002 Тираж 505 ПЬдписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101