Преобразователь перемещений

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для измерения и исследования перемещений объектов, в частности для исследования процесса перемещения испытуемого образца, а также для устройств исполнительной прецизионной автоматики авиакосмических аппаратов. Технический результат достигается в устройстве, состоящем из, по крайней мере, двух, располагаемых вплотную друг к другу, или на фиксированных расстояниях, серийных датчиков ГМС, например, выпускаемых фирмой NVE CORPORATION (http://nve.com) и магнитной метки, наносимой на объект, перемещение которого контролируется устройством. В корпусе датчика реализована мостовая резистивная схема, в двух плечах которой располагаются ГМС элементы, а в двух других сопротивления, номинал которых не изменяется под действием магнитного поля. Контакты для питания датчиков соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения. С двух других контактов каждого датчика дифференциальный сигнал, пропорциональный магнитному полю метки, подается на аналого-цифровой преобразователь, и далее на отдельный вход компьютера. Устройство при работе располагается вдоль направления перемещения объекта, перемещение которого контролируется устройством, вблизи этого объекта. С помощью программы загружаемой в компьютер, путем анализа сигналов, поступающих от каждого из датчиков, исходя их известных характеристик датчика, осуществляется определение расстояний от магнитной метки до каждого из датчиков, и, соответственно, из их сравнения определяется расположение объекта с нанесенной магнитной меткой по отношению к устройству. 1 НП, 1 ЗП, 1 ИЛ.

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для измерения и исследования перемещений объектов, в частности для исследования процесса перемещения испытуемого образца, а также для устройств исполнительной прецизионной автоматики авиакосмических аппаратов.

Из уровня техники известен датчик - преобразователь с использованием большого числа элементов с гигантским магнитным сопротивлением - ГМС элементов (WO 2008143347, опубликован 27.11.2008), в котором ГМС элементы располагаются параллельно на равных расстояниях друг от друга в два ряда, в каждом из которых элементы соединены последовательно, и эти ряды включены в мостовую схему, при этом изменение напряжение на выходе моста обусловлено сдвигом магнита, продвигаемого над датчиком.

Недостатком устройства является трудоемкость изготовления датчика и небольшой диапазон возможных измерений расстояний, обусловленный конечным количеством соединяемых элементов в конкретном датчике.

Техническим результатом, на получение которого направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем увеличения точности преобразуемых перемещений и расширения рабочего диапазона преобразуемых перемещений за счет, в частности, увеличения используемых серийных датчиков.

Технический результат достигается в устройстве, состоящем из, по крайней мере, двух, располагаемых вплотную друг к другу, или на фиксированных расстояниях, серийных датчиков ГМС, например, выпускаемых фирмой NVE CORPORATION (http://nve.com), магнитной метки, наносимой на объект, перемещение которого контролируется блоком обработки цифрового сигнала, содержащего загружаемую программу для анализа сигналов. В корпусе каждого датчика реализована мостовая резистивная схема, в двух плечах которой располагаются ГМС элементы, а в двух других - сопротивления, номинал которых не изменяется под действием магнитного поля. Контакты для питания датчиков соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения. С двух других контактов каждого датчика дифференциальный сигнал, пропорциональный магнитному полю метки, подается на аналого-цифровой преобразователь, и далее на отдельный вход компьютера или микропроцессора, или иного блока обработки цифровых сигналов. Устройство при работе располагается вдоль направления перемещения объекта, перемещение которого контролируется устройством, вблизи этого объекта. С помощью программы, загружаемой в компьютер, или в микроконтроллер, или в иной блок для обработки цифровых сигналов, путем анализа сигналов, поступающих от каждого из датчиков, исходя из известных характеристик датчика, осуществляется определение расстояний от магнитной метки до каждого из датчиков, и, соответственно, из их сравнения определяется расположение объекта с нанесенной магнитной меткой по отношению к устройству. Увеличение числа используемых серийных датчиков приводит к увеличению точности преобразуемых перемещений и к расширению рабочего диапазона преобразуемых перемещений. При этом расстояния между серийными датчиками с магниточувствительными элементами выбирают в зависимости от их чувствительности.

На фиг. 1 показана блок-схема конкретной реализации устройства с использованием четырех серийных датчиков.

Устройство работает следующим образом. Серийные датчики 1, 2, 3, 4 с ГМС элементами располагаются на основании 5 вплотную друг к другу. Контакты 6 датчиков 1, 2, 3, 4 присоединяются к отрицательному контакту 7 источника постоянного напряжения 8, а контакты 9 - к положительному 10. Над датчиками на расстоянии 11 располагается объект 12, с нанесенной на него магнитной меткой 13, перемещение которого контролируется устройством. Сигнал с выходных контактов 14, 15 каждого датчика из набора 1, 2, 3, 4, определяемый взаимным положением магнитной метки 13 и этих датчиков, подается на входы АЦП 16, 17, 18, 19, соответственно, и затем на входы 20, 21, 22, 23 блока обработки цифровых сигналов 24, в котором с помощью программы происходит анализ сигналов от датчиков 1, 2, 3, 4 и определяется положение магнитной метки 13 относительно датчиков 1, 2, 3, 4.

Таким образом, достигается технический результат полезной модели.

1. Преобразователь перемещений, содержащий магнитную метку, наносимую на объект, перемещение которого контролируется, и магниточувствительные элементы, основанные на эффекте гигантского магнитного сопротивления, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, два расположенных вплотную друг к другу или на фиксированных расстояниях серийных датчика с магниточувствительными элементами с гигантским магнитным сопротивлением, подключенными в датчике по мостовой схеме, а выход каждого датчика, через отдельный аналого-цифровой преобразователь, подключен к отдельному входу блока обработки цифровых сигналов, содержащему загружаемую программу для анализа сигналов.

2. Преобразователь перемещений по п. 1, отличающийся тем, что расстояния между серийными датчиками с магниточувствительными элементами выбирают в зависимости от их чувствительности.

РИСУНКИ