КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к области импульсной технике и вычислительной технике и может быть использована в различных системах управления.
Известен ключевой элемент, содержащий корпус, управляемый и компенсационный магнитопроводы с обмотками возбуждения, соединенными последовательно - согласно и параллельно которым включены контурные конденсаторы, выходными обмотками, включенными последовательно - встречно, при этом управляемый магнитопровод с одной стороны тесно соединен с корпусом, а с другой стороны через стальной шарик с нажимной пластиной (а.с. СССР №1157683, БИ №19,1985 г, Сенсорный переключатель, автор Дубинин А.Е. и др., МКИ НОЗК 17/00).
Недостатком данного устройства является малая чувствительность, низкое быстродействие и уровень выходного сигнала, ввиду использования механических управляющих воздействий и, поскольку управляемый магнитопровод испытывает механические напряжения только одного знака - сжатия, которые приводят к изменению его магнитной проницаемости.
Известен ключевой элемент, содержащий пружину, управляемый и компенсационный кольцевые магнитопроводы с обмотками возбуждения, соединенными последовательно - согласно, параллельно которым включены конденсаторы, выходными обмотками, включенными последовательно - встречно, обмотку импульсного управления на управляемом магнитопроводе, регулированный винт и шарики, которые с одной стороны контактируют с управляемым и компенсационным магнитопроводами, а с другой, которая через регулированную пружину связана с регулированным винтом, причем управляемый и компенсационный магнитопроводы жестко
соединены с корпусом (а.с. СССР №1287276, БИ №4, Ключевой элемент, авт. Дубинин А.Е. и др. МКИ НОЗК 17/00).
Недостатком данного ключевого элемента является низкая чувствительность, быстродействие и уровень выходного сигнала, так как управляемый магнитопровод испытывает механические напряжения только одного знака - сжатия, которые изменяют его магнитную проницаемость.
Данное техническое решение выбрано автором в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение чувствительности, быстродействия и уровня выходного сигнала за счет введения положительного и отрицательного знака магнитной проницаемости.
Технический результат достигается тем, что в известном ключевом элементе, содержащим корпус в котором заключены два кольцевых магнитопровода с обмотками, параллельно которым включены конденсаторы, обмотку импульсного управления на первом магнитопроводе, шарик, связанный через нажимную пластину и пружину с регулировочным винтом, в него дополнительно введены подшипник, который в корпусе за вторым магнитопроводом, обмотка импульсного управления, которая размещена на втором магнитопроводе и цилиндрический магнитопровод, который жестко закреплен одним концом с корпусом, другим концом закреплен в подшипнике, с возможностью углового перемещения и на этом конце цилиндрического магнитопровода установлен рычаг, который связан через шарик, нажимную пластину и пружину с регулировочным винтом, а на кольцевых магнитопроврдах выполнены с пазы, на внутренней поверхности которых концентрично оси цилиндрического магнитопровода уложены обмотки, которые включены в смежные плечи мостовой схемы, охватывая магнитопровод под углом 45° к его оси, и расположены под прямым углом друг к другу, при чем все магнитопроводы выполнены из магнитомягкого феррита.
Введение дополнительного цилиндрического магнитопровода и его скручивание за счет регулировочного узла позволяет получить как
положительный, так и отрицательный знак магнитной проницаемости, увеличивает быстродействие работы ключевого элемента, а обмотка импульсного управления, которая размещена на втором кольцевом магнитопроводе позволяет повысить уровень выходного сигнала.
На фиг.1 показан предлагаемый ключевой элемент.
Ключевой элемент состоит из корпуса 1, первого кольцевого магнйтопровода 2, обмотка импульсного управления 3, второй кольцевой манитопровод 4, цилиндрический магнитопровод 5, подшипник 6, рычаг 7, стальной шарик 8, нажимная пластина 9, пружина 10, регулировочный винт 11, обмотка 12, контурный конденсатор первый 13, переменные резисторы 14, 15, контурный конденсатор второй 16, обмотка 17.
Магнитопроводы 2 и 4 на внутренней поверхности имеют пазы, в которые уложены обмотки 17 и 12. Параллельно обмоткам 17 и 12 включены контурные конденсаторы 13 и 16. Кольцевые магнитопроводы 2 и 4 с обмотками 12 и 17 охватывают дополнительный цилиндрический магнитопровод 5 под углом 45° к его оси и перпендикулярно друг к другу. При этом обмотки 12 и 17 расположены концентрично оси дополнительного цилиндрического магнйтопровода 5. Магнитопровод 5 одним концом жестко соединен с корпусом 1. Другой конец цилиндрического магнйтопровода 5 установлен в корпусе 1 с возможностью углового перемещения, например, с помощью подшипника 6, и через рычаг 7, стальной шарик 8, нажимную пластину 9, пружину 10 соединен с регулировочным винтом 11, установленным в корпусе 1. В пазах кольцевого магнитопровода 4 совместно с обмоткой 12 расположена концентрично обмотка импульсного управления 3. Обмотки 12 и 17 ключевого элемента включены в смежные плечи мостовой схемы, два других плеча которой образованы переменными резисторами 14 и 15.
Ключевой элемент работает следующим образом.
Перед включением ключевого элемента в электрическую схему на корпусе 1 поворотом регулировочного винта 11, устанавливается
определенная величина сжатия пружины 10. Усилие сжатия пружины 10 передается на нажимную пластину 9, стальной шарик 8 и через рычаг 7 на дополнительный цилиндрический магнитопровод 5. Под действием силы сжатия на рычаг 7 создается крутящий момент на цилиндрический магнитопровод 5, под действием которого в нем возникают внутренние механические напряжения скручивания - сжатия (-σ) и растяжения (+σ) под углом 45° к оси магнитопровода 5 и под прямым углом друг к другу. Эти напряжения (-σ) и (+σ) фиксируют магнитные моменты доменов в направлении своего действия, что приводит к определенным состояниям дополнительного цилиндрического магнитопровода 5 в направлении действия напряжений (-σ) и (+σ). При этом магнитная проницаемость магнитопровода 5 в направлении действия напряжений сжатия (-σ) уменьшается, а в перпендикулярном направлении - по которым действия напряжений растяжения (+σ) - магнитная проницаемость уменьшается. Далее ключевой элемент включается в электрическую схему путем подачи переменного напряжения на одну из диагоналей мостовой схемы образованной обмотками 12, 17, конденсаторами 13, 16 и резисторами 14, 15. Другая диагональ мостовой схемы включается на нагрузку. Баланс нулевого уровня сигнала в нагрузке получают с помощью переменных резисторов 14, 15. Путем подачи импульса напряжения положительной полярности на обмотку импульсного управления 3 магнитопровода 4 создается импульсное магнитное поле, которое изменяет направление одного из векторов (-σ) (механическое напряжение) дополнительного цилиндрического магнитопровода 5, изменяя при этом его магнитное состояние и индуктивное и полное сопротивление одного из магнитопроводов 2, 4. При этом нарушается баланс мостовой схемы. На выходной нагрузке появляется сигнал и ключ переходит в устойчивое состояние - положение "включено". Для отключения ключа необходимо к обмотке 3 импульсного управления на магнитопроводе 4 приложить импульсное напряжение обратной полярности.
Предлагаемый ключевой элемент позволяет повысить быстродействие работы ключевого элемента, повысить чувствительность и уровень выходного сигнала, а также получить положительный и отрицательный знак магнитной проницаемости путем скручивания цилиндрического магнитопровода.