Преобразователь перемещений

Преобразователь используют для бесконтактных измерений линейных и угловых перемещений объектов, эксплуатируемых в условиях повышенных механических и климатических нагрузок. Преобразователь содержит подвижный зубчатый модуль 1 и магнитный преобразователь 3. Модуль 1 сопряжен с объектом пользователя. Преобразователь 3 расположен в корпусе 4 и имеет возможность дистанционного взаимодействия с зубьями 2 модуля 1. Преобразователь 3 включает плату обработки 6 с постоянным магнитом 9 и магниточувствительным элементом 8. Магнит 9 и элемент 8 размещены с разных сторон платы 6 и расположены непосредственно на ее печатной плате 7. Плата 7 электрически соединена с элементом 8. Магнит 9 соединен с платой 7 посредством эпоксидного клея. Внутренняя часть корпуса 4 в месте размещения платы 6 с магнитом 9 и элементом 8 заполнена герметизирующим материалом. Техническое решение позволяет повысить устойчивость устройства к вибрационным, ударным и температурным воздействиям, упростить проведение электромонтажа платы обработки и расширить его эксплуатационные возможности, 2 ил.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для бесконтактных измерений линейных и угловых перемещений объектов, эксплуатируемых в условиях повышенных механических и климатических нагрузок.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, плату обработки, установленную в корпусе, магнит, магниточувствительный элемент, RU 98572 U1, G01B 7/00, 20.10. 2010; RU 89220 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 27.11. 2009; RU 81797 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 27.03. 2009; RU 74463 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 27.06.2008.

В известных магнитных преобразователях магниточувствительный элемент расположен на плате обработки с зазором по отношению к магниту.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, плату обработки, установленную на базовой поверхности корпуса, магнит, магниточувствительный элемент, RU 72319 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 10.04.2008; RU 72318 U1.G01B 7/30, H01L 43/04, 10.04.2008.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус с защитной крышкой, шарикоподшипники, установленные в корпусе, магнит, плату обработки с магниточувствительным элементом, RU 72320 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 10.04.2008.

В известных магнитных преобразователях магниточувствительный элемент расположен на плате обработки с зазором по отношению к магниту.

Известен преобразователь угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, включающий подвижный модуль в виде зубчатого колеса, сопряженного с объектом пользователя, и магнитный преобразователь с магниторезистивными элементами, расположенный в корпусе и имеющий возможность дистанционного (бесконтактного) взаимодействия с венцом зубчатого колеса, RU 80550 U1, G01B7/00, 10.02.2009.

Магниторезистивные элементы в известном устройстве установлены в плоскости, расположенной вдоль оси зубчатого колеса, что, по меньшей мере, в 2 раза увеличивает габариты и массу зубчатого колеса, усложняет его концигурацию, а это приводит к увеличению габаритов, массы и усложняет конструкцию всего преобразователя.

Магниторезистивные элементы в известном преобразователе угла установлены в плоскости параллельной оси вращения объекта, что исключает регистрацию, угла поворота с боковой поверхности зубчатого венца, а это снижает эксплуатационные возможности преобразователя.

Электронный блок в известном магнитном преобразователе расположен отдельно по отношению к магниторезистивным элементам, что увеличивает габариты конструкции и усложняет их электрическое соединение.

Магниторезистивные элементы известного устройства обеспечивают регистрацию изменения направления магнитного поля, но не регистрируют интенсивность магнитного поля, а это снижает чувствительность преобразователя.

Известно устройство для измерения угловых перемещений, содержащий подвижный зубчатый модуль, сопряженный с объектом пользователя, и магнитный преобразователь, расположенный в корпусе с защитной крышкой, включающий плату обработки с магнитом и магниточувствительным элементом, и имеющий возможность дистанционного взаимодействия с зубчатым колесом, RU 104693, U1, G01В 7/00, 20.05.2011.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.

В устройстве ближайшего аналога магниточувствительный элемент и магнит установлены на одной стороне платы обработки, при этом магниточувствительный элемент размещен на магните.

Устройство для измерения угловых перемещений ближайшего аналога обладает простой конструкцией и используется для измерения угловых перемещений зубчатого колеса в жестких условиях эксплуатации.

Однако оно обладает недостатками.

В устройстве ближайшего аналога на плате обработки установлены два магниточувствительных элемента, что увеличивает ее размеры, а значит и чувствительность к температурным и вибрационным нагрузкам, при этом магниточувствительный элемент установлен на магните, что увеличивает длину проводников до печатной платы и требует специальных приспособлений и нестандартного способа монтажа магниточувствительного элемента.

Кроме того, консольное размещение магниточувствительного элемента в ближайшем аналоге способствует снижению устойчивости платы обработки к вибрационным, ударным и температурным воздействиям, а значит и всего устройства.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить устойчивость устройства к вибрационным, ударным и температурным воздействиям, упростить проведение электромонтажа платы обработки и расширить его эксплуатационные возможности.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в размещении магнита и магниточувствительного элемента на разных сторонах платы обработки для уменьшения консольного размещения на ней элементов.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что преобразователь перемещений содержит подвижный зубчатый модуль, сопряженный с объектом пользователя, и магнитный преобразователь, расположенный в корпусе с защитной крышкой, включающий плату обработки с постоянным магнитом и магниточувствительным элементом, и имеющий возможность дистанционного взаимодействия с зубчатым модулем.

Постоянный магнит и магниточувствительный элемент размещены с разных сторон платы обработки непосредственно на ее печатной плате.

Внутренняя часть корпуса в месте размещения платы обработки с постоянным магнитом и магниточувствительным элементом заполнена герметизирующим материалом.

В качестве герметизирующего материала используют герметик.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - преобразователь перемещений, разрез;

на фиг.2 - магнитный преобразователь, аксонометрия с вырезом четверти.

Преобразователь перемещений содержит:

Подвижный зубчатый модуль - 1,

зубья (модуля 1) - 2.

Магнитный преобразователь - 3.

Корпус (преобразователя 3) - 4,

защитную крышку (корпуса 4) - 5.

Плату обработки (в корпусе 4) - 6,

печатную плату (платы 6) - 7,

магниточувствительный элемент (на плате 7) - 8,

постоянный магнит (на плате 7) - 9.

Преобразователь перемещений включает подвижный зубчатый модуль 1 из магнитного материала и магнитный преобразователь 3.

Подвижный зубчатый модуль 1 сопряжен с объектом пользователя.

Магнитный преобразователь 3 в данной технической реализации расположен в корпусе 4 (с наружной присоединительной резьбой) и имеет возможность дистанционного взаимодействия с зубьями 2 подвижного зубчатого модуля 1.

Магнитный преобразователь 3 включает плату обработки 6 с постоянным магнитом 9 и магниточувствительным элементом 8.

Магниточувствительный элемент 8 представляет собой специальную микросхему прямоугольной формы (например, 2SA-10 фирмы Sentron AG), в которой используется эффект Холла.

Плата обработки 6 содержит электроэлементы (условно не показаны), участвующие в обработке электрических сигналов, идущих с магниточувствительного элемента 8 (микроконтроллер, резисторы, конденсаторы).

Корпус 4 выполнен с защитной крышкой 5.

Защитная крышка 5 обеспечивает герметизацию платы обработки 6 в корпусе 4 и выполнена тонкостеной.

Постоянный магнит 9 и магниточувствительный элемент 8 размещены с разных сторон платы обработки 6.

Постоянный магнит 9 и магниточувствительный элемент 8 расположены непосредственно на печатной плате 7 платы обработки 6.

Печатная плата 7 электрически соединена с магниточувствительным элементом 8.

Постоянный магнит 9 соединен с печатной платой 7, например, посредством эпоксидного клея.

Внутренняя часть корпуса 4 в месте размещения платы обработки 6 с постоянным магнитом 9 и магниточувствительным элементом 8 заполнена герметизирующим материалом.

В качестве герметизирующего материала используют герметик.

Герметизирующий материал в корпусе 4 на фиг.1 обозначен сетчатой штриховкой, а на фиг.2 не показан.

Преобразователь перемещений работает следующим образом.

В зоне подвижного зубчатого модуля 1 перед магниточувствительным элементом 8 постоянный магнит 9 создает магнитное поле, при этом магнитные линии от постоянного магнита 9 проходят зазор между зубьями 2 подвижного зубчатого модуля 1 и магниточувствительным элементом 8.

При перемещении подвижного зубчатого модуля 1 его зубья 2 периодически входят в зону срабатывания и выходят из зоны отпускания магниточувствительного элемента 8, который регистрирует сигнал, точно соответствующий изменению магнитного потока, при этом на выходах магниточувствительного элемента 8 формируются импульсы напряжения (тока), которые после соответствующей обработки в плате обработки 6 позволяют определить величину перемещения зубчатого модуля 1. Передача информации в устройство регистрации (условно не показано) о величине перемещения производится по кабелю (изображен условно).

Расположение платы обработки 6 между постоянным магнитом 9 и магниточувствительным элементом 8 позволяет при установке ее в корпус 4 исключить консольное расположение ее деталей и выполнить конструкцию платы обработки 6 максимально компактной (при приближении центра тяжести платы обработки 6 к ее крепежной поверхности), что делает преобразователь перемещений менее чувствительным к вибрационным, ударным и температурным воздействиям.

Размещение магниточувствительного элемента 8 непосредственно на печатной плате 7 обеспечивает минимальную длину проводников до печатной платы 7 и позволяет использовать стандартные способы и приспособления для электромонтажа, упрощая его процесс.

Заполнение герметизирующим материалом внутренней части корпуса 4 в месте размещения платы обработки 6 с постоянным магнитом 9 и магниточувствительным элементом 8 обеспечивает защиту платы обработки 6 от внешних климатических воздействий и повышает жесткость ее крепления в корпусе 4, расширяя эксплуатационные возможности преобразователя.

Предложенный преобразователь перемещений изготовлен промышленным способом в ОАО «СКБ ИС», и проведенные испытания опытной партии, обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

1. Преобразователь перемещений, содержащий подвижный зубчатый модуль, сопряженный с объектом пользователя, и магнитный преобразователь, расположенный в корпусе с защитной крышкой, включающий плату обработки с постоянным магнитом и магниточувствительным элементом, и имеющий возможность дистанционного взаимодействия с зубчатым модулем, отличающийся тем, что постоянный магнит и магниточувствительный элемент размещены с разных сторон платы обработки непосредственно на ее печатной плате, при этом внутренняя часть корпуса в месте размещения платы обработки с постоянным магнитом и магниточувствительным элементом заполнена герметизирующим материалом.

2. Преобразователь перемещений по п.1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего материала используют герметик.