Бесконтактный электрический датчик линейных перемещений

 

М 116599

Класс 21с, 4 о5

74b, воз

74Ь, 8о4

СССР

6п6 г,":

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д. В. Свечарник

БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЪ|Х

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Заявлено 21 июня 1957 г. за № 579238/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР с присоединением заявок № 579237, 579242, 579400, 579401 и 582872

Для передачи малых линейных перемещений из замкнутых объемов применяют бесконтактные индуктивные датчики с многофазной системой рабочих катушек, расположенных на статоре и соединенных в звезду.

Известные датчики подобного рода имеют плунжер, линейное перемещение которого преобразуется в поворот (изменение фазы) вектора тока или напряжения нулевой последовательности в цепи, соединяющей нулевую точку звезды с нулевой точкой питающей многофазной линии.

Предлагаемый датчик более совершенен, так как он обеспечивает повышение точности измерения малых перемещений.

Это достигается тем, что статор датчика снабжен магнитопроводом с продольно расположенными гребенчатыми полюсами, несущими рабочие катушки, а плунжер выполнен с кольцевыми ребрами, соответствующими по толщине зубьям гребенчатых полюсов.

На фиг. 1 — 10 изображены схемы предлагаемого датчика в различных вариантах исполнения.

Датчик состоит из плунжера (фиг. 1 и 2), разделительной трубки

2 и внешней магнитной системы в виде нескольких катушек 8, индуктивность которых модулируется по синусоидальному закону в зависимости от измеряемого линейного перемещения при изменении положения плунжера относительно этих катушек.

Для передачи с высокой точностью малых перемещений путем создания наибольшей в данных габаритах модуляции индуктивностей внутренняя поверхность статора 4 датчика и внешняя поверхность плунжера 1 сделаны гребенчатыми.

При такой конструкции каждый из полюсов магнитной системы датчика представляет собой гребенчатый пакет стали с намотанной вокруг № 116599 него катушкой 8. Отдельные пакеты сдвинуты один относительно другого вдоль плунжера на одну треть перемещения, применяемого за полный период.

Перемещение плунжера преобразуется в поворот (изменение фазы) вектора напряжения или тока нулевой последовательности; для этого датчик выполняется многофазным, например трехфазным, с внешним трехстержневым магнитопроводом Б.

Предлагаемый датчик может быть снабжен однофазной обмоткой возбуждения б (фиг. 3 и 4), расположенной на дополнительном двухполюсном магнитопроводе, установленном в статоре.

При этом плунжер 1 выполняется с полукольцевыми ребрами, образующими две системы магнитных мостиков 7 и В (фиг. 5), направляющих магнитный поток от полюсов 9 и 10 магнитопровода обмотки возбуждения к полюсам магнитопровода рабочих катушек.

Обмотка возбуждения б может быть также выполнена кольцевой и расположена на торце статора вокруг конца плунжера 1 (фиг. 6) для аксиального ввода магнитного потока возбуждения в плунжер, снабженный кольцевыми ребрами.

Датчик можно выполнить с обмоткой возбуждения б, расположенной в кольцевых пазах плунжера 1 (фиг. 7) и включенной при помощи гибких проводников в однофазную сеть. Такой датчик может быть использован для работы в трансформаторном режиме путем включения рабочих (статорных) катушек в многофазную цепь в качестве первичных, а плунжерной обмотки — в измерительную цепь в качестве вторичной.

Описанные датчики (фиг. 1 — 7) могут быть использованы также для работы в режиме электродвигателя — в качестве привода для осуществления поступательного, поступательно-возвр атного, синхронного и программно-следящего движения плунжера и, в частности, в качестве сельсина-приемника.

Подобные машины могут работать с возбуждением или при отсутствии возбуждения со стороны плунжера или же в результате действия реактивной составляющей синхронизирующего момента. Можно также выполнить подобную машину без обмотки возбуждения с установкой на плунжере постоянных цилиндрических явнополюсных магнитов.

Для уменьшения воздушного зазора между плунжером 1 и статором

4 разделительная трубка 2 из немагнитного материала может быть вынесена из этого зазора в промежутки между полюсами 11 статора так, чтобы она герметически отделяла от статора рабочую полость, в которой помещен плунжер (фиг. 8 и 9). Статорные катушки 3 в этом случае располагаются снаружи разделительной трубки.

Разделительную трубку 2 можно расположить также в конце полого статора 4 (фиг. 10), выполненного с наружными гребенчатыми полюсами. Рабочие катушки 8 при этом располагаются в центральной полости статора, а плунжер 1 выполняется в виде стакана, окружающего статор и снабженного внутри кольцевыми ребрами.

Предмет изобретения

1. Бесконтактный электрический датчик линейных перемещений, в частности типа индуктивного датчика, с многофазной системой рабочих катушек, расположенных на статоре и соединенных в звезду, и с плунжером, линейное перемещение которого преобразуется в поворот (изменение фазы) вектора тока или напряжения нулевой последовательности в цепи, соединяющей нулевую точку звезды с нулевой точкой питающей многофазной линии, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения № 116599 точности измерения малых перемещений, статор снабжен магнитопроводом с продольно расположенными гребенчатыми полюсами, несущими рабочис катушки, а плунжер выполнен с кольцевыми ребрами, по толщине соответствующими зубьям гребенчатых полюсов.

2. Датчик по п. 1, отл ич а ющи и ся тем, что статор снабжен однофазной обмоткой возбуждения, помещенной на установленном в ставоре дополнительном двухполюсном магнитопроводе, а плунжер выполнен с полукольцевыми ребрами, образующими две системы магнитных мостиков, направляющих магнитный поток от полюсов магнитопровода обмотки возбуждения к полюсам магнитопроводов рабочих катушек.

3. Видоизменение датчика по п. 2, отл ич а юще е ся тем, что кольцевая обмотка возбуждения расположена на торце статора вокру конца плунжера для аксиального ввода магнитного потока возбуждения в плунжер, снабженный кольцевыми ребрами.

4. Видоизменение датчика по п. 2, о тл и ч а ю ще е с я тем, что обмотка возбуждения расположена в кольцевых пазах плунжера.

5. Использование датчика по п. 4 в трансформаторном режиме путем включения рабочих (статорных) катушек в многофазную цепь в качестве первичных, а плунжерной обмотки — в измерительную цепь в качестве вторичной.

6. Применение датчика по пп. 1 — 4 в качестве синхронного электродвигателя, в частности в качестве сельсина-приемника.

7. В электродвигателе по п. 6 выполнение плунжера из набора постоянных магнитов.

8. Датчик по пп. 1 — 4 или электродвигатель по пп. 5 — 6, снабженный немагнитной разделительной трубкой, герметически отделяющей от статора рабочую полость, в которой помещен плунжер, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью уменьшения рабочего зазора между полюсами статора и плунжером, разделительная трубка вынесена из рабочего зазора в промежутки между полюсами татора.

9. Видоизменение датчика по и. 8, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что разделительная трубка асположена на конце полого статора, выполненного с наружными гребенчатыми полюсами, гричем рабочие катушки расположечы в центральной полости статора, а плунжер выполнен в виде стакана, окружаюшего статор и снабженного внутри кольцевыми ребр ами.

Приоритет по пп. 1 — 3 предмета изобретения от 21 июня 1957 г., по пп. 4 — 7 — от 24 июня 1957 г., по пп. 8 — 9 — от 2 сентября 1957 г.