CS242038B1 - Polohový snímač rotoru v indukčním magnetometru - Google Patents

Description

Vynález se týká polohového snímače rotoru v indukčním magnetometru se světelným zdrojem, jehož záření prochází světelným kanálem rotoru a dopadá na fotoelektrický převodník elektricky spojený přes impulsový detektor a zpožďovací člen s generátorem časové posloupnosti. Účelem vynálezu je odstranit závislost polohového snímače na změnách intenzity záření světelného zdroje, na změnách napájecího napětí a okolní teploty a na stupni opotřebení světelného zdroje a fotoelektrického převodníku.

Polohový snímač rotoru v indukčním magnetometru synchronizuje výstupní polohové signály, které určují okamžitou polohu rotoru v okamžiku, kdy základní polohový impuls generovaný fotoelektrickým převodníkem dosáhne zvolené úrovně nebo strmosti. Základní polohový impuls má průběh bud přibližně obdélníkový, nebo trojúhelníkový, jehož základna je určena parametry optického spojení i fotoelektrického převodníku a výška jasem světelného zdroje typem optické cesty, citlivostí a dynamickými parametry fotoelektrického převodníku.

Je známý polohový snímač rotoru v indukčním magnetometru, který pracuje na principu světelného zdroje a fotoelektrického převodníku s optickou vazbou přes reflexní značku, uspořádanou na rotoru podle čs. autorského osvědčení č. 237 071.

Nevýhodou známého polohového snímače je, že strmost a výška základního polohového impulsu nejsou stabilní. Je to způsobováno nestálostí parametrů reflexní značky, stárnutím světelného zdroje a kolísáním napájecího napětí. Poněvadž tyto negativní vlivy nejsou u známého polohového snímače eliminovány, vykazují jeho výstupní údaje chyby, reprezentující hodnotu až jednoho úhlového stupně.

Uvedené nedostatky odstraňuje polohový snímač rotoru v indukčním magnetometru s fotoelektrickým převodníkem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že fotoelektrický převodník je výstupem spojen přes vrcholový detektor s odečítacím členem, na který je zapojen referenční zdroj, a který je spojen přes odchylkový zesilovač a řízený zdroj se světelným zdrojem.

Přesnost stabilizace polohového snímače podle vynálezu se zvýší, když ve fotoelektrickém převodníku je uspořádán fototranzistor, na jehož bázi dopadá záření světelného zdroje a jehož emitor je přes napájecí zdroj spojen s neinvertující svorkou a kolektor s invertující svorkou operačního zesilovače, přitom invertující svorka je propojena přes zpětnovazební odpor s výstupem fotoelektrického převodníku shodným s výstupem operačního zesilovače.

Vyšší spolehlivosti polohového snímače se dosáhne připojením indikátoru intenzity světelného zdroje přes úrovňový detektor k indukční svorce, která se uspořádá mezi odchylkovým zesilovačem a řízeným zdrojem.

Výhody polohového snímače rotoru v indukčním magnetometru podle vynálezu spočívají ve stabilizaci amplitudy základního polohového impulsu. Amplituda není závislá na změnách parametrů optické vazby, ani na nestáloti napájecího napětí, ani na stupni opotřebení světelného zdroje nebo fotoelektrického převodníku. Ve srovnání s nestabilizovanými snímači, snižují se chyby výstupních údajů i snímačů podle vynálezu až o 90 °/o.

Příklad konkrétního provedení polohového snímače rotoru v indukčním magnetometru podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém výkresu, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení polohového snímače, včetně indikátoru a na obr. 2 schéma zapojení fotoelektrického převodníku.

Součástí polohového snímače podle vynálezu je světelný zdroj 9, jehož záření 1 prochází světelným kanálem 2 rotoru 11 indukčního magnetometru, nezakresleného, a dopadá na fotoelektrický převodník 3, který je výstupem 12 elektricky spojen přes impulsový detektor 5 a zpožďovací člen 26 s generátorem 10 časové posloupnosti. Výstupem 12 je fotoelektrický převodník 3 také spojen přes vrcholový detektor 4 s odečítacím členem 7, na který je zapojen referenční zdroj 6. Odečítací člen 7 je spojen přes odchylkový zesilovač 22 a řízený zdroj 8 se světelným zdrojem 9. Mezi odchylkovým zesilovačem 22 a řízeným zdrojem 8 je na výhodnějším zapojení polohového snímače podle vynálezu uspořádána indikační svorka 23, ke které je připojen přes úrovňový detektor 23 indikátor 24 intenzity světelného zdroje 9. Fotoelektrický převodník 3, obr. 2, sestává z fototranzistoru 21 a operačního zesilovače 13. Báze 18 fototranzistoru 21 je vystavena záření 1 světelného zdroje 9, emitor 17 je spojen přes napájecí zdroj s neinvertující svorkou 19 a kolektor 16 s invertující svorkou 15 operačního zesilovače 13. Přes zpětnovazební odpor 14 je invertující svorka 15 operačního zesilovače 13 propojena s jeho výstupem, tvořícím výstup 12 fotoelektrického převodníku 3.

Při činnosti indukčního magnetometru, na obr. nezakresleného, se jeho rotor 11 otáčí a jedenkrát za každou otáčku pronikne záření 1 světelného zdroje 9 světelným kanálem 2 na bázi 18 fototranzistoru 21 na fotoelektrickém převodníku 3. Následkem toho proteče od neinvertující svorky 19 operačního zesilovače 13 přes napájecí zdroj 20, emitor 17 a kolektor 16 fototranzistoru až k neinvertující svorce 15 operačního zesilovače 13 proud, reprezentující základní polohový impuls, který se v operačním zesilovači 13 zesílí na napěťovou úroveň určenou hodnotou zpětnovazebního odporu 14. Na výstupu 12 fotoelektrického převodníku 3 vznikne zesílený základní polohový impuls napětí, jehož úroveň se změří ve vrcholovém detektoru 4 a porovná v odečítacím členu 7 se stabilní úrovní referenčního zdroje 6.

Pokud se úroveň zesíleného základního polohového impulsu liší od referenční úrovně, vznikne na výstupu odečítacího členu odchylka, která po zesílení v odchylkovém zesilovači 22 činností řízeného zdroje ve světelném zdroji 9 zanikne. Na výstupu 12 fotoelektrického převodníku 3 je v ustáleném stavu stabilní úroveň napětí zesílených základních polohových impulsů shodná s napěťovou úrovní referenčního zdroje 8. Při konstantním počtu otáček rotoru 11 se současně s napěťovou úrovní stabilizuje i strmost hran zesílených základních polohových impulsů. Zesílený a stabilizovaný základní polohový impuls se z výstupu 12 fotoelektrického převodníku 3 šíří i do impulsového detektoru 5, citlivého buď na úroveň, nebo strmost impulsu. Jakmile úroveň nebo strmost impulsu dosáhnou meze, na kterou je impulsový detektor 5 seřízen, vznikne na jeho výstupu impuls se strmou hranou, který se průchodem přes zpožďovací člen 2B zpozdí o zvolený časový interval. Takto zpracovanými impulsy je řízen generátor 10 časové posloupnosti, například fázový závěs, který určuje okamžitou polohu rotoru 11 indukčního magnetometru. Nežádoucí stupeň opotřebení světelného zdroje 9 indikuje Indikátor 24. Napěťový signál na indikační svorce 25 za odchylkovým zesilovačem 22, reprezentující velikost odchylky, vzrůstá s rostoucím opotřebením světelného zdroje 9. Jakmile jeho úroveň dosáhne meze, na kterou je úrovňový detektor 23 seřízen, vznikne na jeho výstupu signál, který aktivuje indikátor 24 a obsluha je upozorněna na nutnost výměny světelného zdroje 9 dříve než skončí jeho životnost.

Polohový snímač podle vynálezu je využitelný u indukčních magnetometrů, zvláště pro přesné měření magnetických polí, jejichž hodnota se blíží k nule, například u magnetometrů pro zkoumání paleomagnetických vlastností vzorků hornin.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Polohový snímač rotoru v indukčním magnetometru se světelným zdrojem, jehož záření prochází světelným kanálem rotoru a dopadá na fotoelektrický převodník elektricky spojený přes impulsový detektor a zpožďovací člen s generátorem časové posloupnosti, vyznačený tím, že fotoelektrický převodník (3) je výstupem (12) spojen přes vrcholový detektor (4) s odečítacím členem (7), na který je zapojen referenční zdroj (6), a který je spojen přes ochylkový zesilovač (22) a řízený zdroj (8J se světelným zdrojem (9).
2. 2. Polohový snímač podle bodu 1, vyznačený tím, že ve fotoelektrickém převodníku (3) je uspořádán fototranzistor (21), na

   VYNÁLEZU jehož bázi (18) dopadá záření (1) světelného zdroje (9), a jehož emitor (17) je přes napájecí zdroj (20) spojen s neinvertující svorkou (19) a kolektor (16) s invertující svorkou (15) operačního zesilovače (13), přitom invertující svorka (15J je propojena přes zpětnovazební odpor (14) s výstupem (12) fotoelektrického převodníku (3), shodným s výstupem operačního zesilovače (13).
3. 3. Polohový snímač podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že mezi odchylkovým zesilovačem (22) a řízeným zdrojem (8j je uspořádána indikační svorka (25), ke které je připojen přes úrovňový detektor (23) indikátor (24) intenzity světelného zdroje (9).