Устройство для дистанционного определения положения объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения объектов в установках, изолированных от внешней среды. Устройство позволяет повысить точность измерений за счет оптимизации выбора соотношений размеров ферромагнитного сердечника и магнитопровода, а также оптимизации выбора числа витков обмоток точного и грубого отсчетов. При этом сигнал на выходе обмоток точного и грубого отсчетов оказывается близким по форме к синусоиде. В процессе измерений сердечник, заключенный в герметичную оболочку, связывается с контролируемым объектом. Обмотка возб ждения подключается к источнику напряжения переменного тока. Устройство может быть использовано в качестве линейного сельсина-датчика в дистанционной двухотсчетной передаче при работе с сельсином-приемником или вращающимся трансформатором.При питании устройства от двух-, трехфазного источника питания на выходе обмоток точного и грубого отсчетов обеспечивается режим фазовращателя с бегущим магнитным полем, а при подключении к этим обмоткам RC -цепей обеспечивается режим фазовращателя с пульсирующим магнитным полем. 2 ил. О € (Л ND СЛ СО О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 7 00 (21) 3539213/25-28 (22) 10.0 1.83 (46) 15.02.86. Бюл. У 6 (72) Ю.Е. Рабкин и Н.И. Филиппов (53) 621.317.39:534.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 877318, кл. С 01 В 7/00, 1979.

Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. М.:

Энергия, 1969, с. 63. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения объектов в установках, изолированных от внешней среды. Устройство позволяет повысить точность измерений за счет оптимизации выбора соотношений размеров ферромагнитного сердечника и магнитопровода, а также оптимизации выбора числа витков обмоток

„„Я0„„1211596 точного и грубого отсчетов. При этом сигнал на выходе обмоток точного и грубого отсчетов оказывается близким по форме к синусоиде. В процессе из— мерений сердечник, заключенный в герметичную оболочку, связывается с контролируемым объектом. Обмотка возбуждения подключается к источнику напряжения переменного тока. Устройство может быть использовано в качестве линейного сельсина-датчика в дистанционной двухотсчетной передаче при работе с сельсином †приемник или вращающимся трансформатором.При питании устройства от двух-, трехфазного источника питания на выходе обмоток точного и грубого отсчетов обеспечивается режим фазовращателя с бегущим магнитным полем, а при подключении к этим обмоткам RC -цепей обеспечивается режим фазовращателя с пульсирующим магнитным полем. 2 ил.

11 12

Изобретение относится к иьзмерительной технике и может быть испольэовано для определения положения объектов в установках, изолированных от внешней среды.

Цель изобретения - повышение точности определения положения объектов в установках, изолированных от внешней среды.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для дистанционного определения положения объекта; на фиг, 2 приведены идеализированные зависимости выходного напряжения обмоток точного отсчета (U ö„, и обмоток грубого отсчета (UI1„„ ) от перемещения контролируемого объекта. разом„

При питании устройства от источника напряжения переменного тока (не показан) возбуждаемый секциями обмотки 5 возбуждения в зубцах магнитопровода 4 пульсирующий ма-. нитный поток, направленный встречно в соседних зубцах, наводит ЭДС в секциях обмоток 6 и 7 точного и обмоток 8 и

9 грубого отсчетов. При отсутствии ферромагнитного сердечника 2 в зоне зубцов магнитопровода 4 наводимые

ЭДС в секциях обмоток 6 и точного и обмоток 8 и 9 грубого отсчета взаимно компенсируются. Компенсация ЭДС достигает ся тем, что число с KIIIIA с одинаковыми числами витков в фазах обмоток 6, 7 точного отсчета и 8, 9 грубого отсчета выбрано четным, смежные секции обмоток 6 и 7 точного отсчета и полуфазы обмоток 8 и 9 грубого отсчета включены встречно, а секции в полуфазах обмоток 8 и 9 гру бого отсчета соединены согласно.

При введении в зону зубцов магнитопровода 4 ферромагнитного сердечни1, ка 2 и перемещении его в этой зоне изменяется взаимная индукция между обмоткой 5 возбуждения и обмотками

6,7 точно-о и 8,9 грубого отсчетов, В результате компенсация ЗДС секций фаз обмоток б и 7 точного отсчета

N обмоток 8 и 9 грубого отсчета нарушается и, как следствие, на об— мотках точного отсчета образуется двухфазное (п = 2) или трехфазное (Ф = 3) многопериодное выходное напряжение, а на обмотках 8 и 9 грубогî î "ñ÷åòà двухфазное .(rn = 2) или

-.рехфазное (и = 3) выходное однополугериодное напряжение. Изменение

Hèïëÿòóä выходногo напряжения обмоток точного и грубогс отсчетов в функции перемещения ферромагнитного сердечника близко к синусоиде бла— годаря оптимальному выбору длины ферромагнитного сердечника и определенному выбору числа витков и свя— эей обмоток грубого отсчета. Этим обеспечивается повышение точности определения положения обьекта, находящегося в герметичной оболочке.

Обеспечиваямая устройством точность определения положения объекта достигает О, 1Х при контролируемых перемещениях 1 м и более.

Устройство содержит герметичную оболочку 1 из немагнитного материала, внутри которой размещен ферромагнитный сердечник 2, связываемый в процессе измерений с контролируемым объектом 3.

На герметичной оболочке 1 крепится выполненный из листов электротехнической стали в виде зубчатой планки шихтованный магнитопровод 4, на зубцах которого расположены секционированные обмотки 5 возбуждения, обмотки 6 и 7, точного отсчета и обмотки

8 и 9 грубого отсчета.

Число витков в секциях обмотки 8 и 9 грубого отсчета в основной зоне .зубцов, расположенных на длине L магнитопровода 4, равной контролируемой длине перемещения объекта, определяется из соотношения

1 = И, S in ((2 „- < I + CI j

TI где И, — число витков;

K. — номер фазы (к-= 1,2, нри п= 2; <= 1,2,3 прищ=- 3); — число фаз;

P — число периодов изменения сигнала обмотки точного отсчета по длине L магнитопровода;

2.n — номер зубца магнитопровода (2. = 1, 2,... 2 р+1);

Ь1, — начальное число витков;

Q — фазовый угол, равный 90 (при гп = 2) и 120 (при т = 3) .

Длина1 ферромагнитного сердечника равна 1. / рр. На крайних зубцах маг-. нитопровода, вне основной зоны зубцов, располагаются секции обмоток 5 возбуждения, обмоток 6 и 7 точного и обмо1 1596

2 ток 8 и 9 грубого отсчетов для компенсации краевого эффекта.

Устройство работает следующим об—

1211596

Устройство может быть использовано в качестве линейного сельсина— датчика в дистанционной двухотсчетной передаче при работе с сельсиномприемником или вращающимся трансфор— матором. При питании устройства от двух-, трехфазного источника питания на выходе обмоток точного и грубого отсчетов обеспечивается режим фаэовращателя с бегущим магнитным полем, а при подключении к этим об— моткам RC -цепей обеспечивается режим фаэовращателя с пульсирующим магнитным полем.

Формула из обр ет ения

Устройство для дистанционного определения положения объекта, содержащее неподвижный зубчатый магнитопровод, размещенные на нем секционированную обмотку точного отсчета с одинаковым числом витков в секциях, обмотки грубого отсчета и возбуждения и связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом ферромагнитный сердечник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения положения объектов в установках, изолированных от внешней среды, оно снабжено герметичной оболочкой иэ немаг— нитного материала для размещения в ней ферромагнитного сердечника, обмотки грубого отсчета и возбуждения выполнены секционированными в

5 виде катушек, надетых на те же зубцы магнитопровода, что и секции обмотки гочного отсчета, зубчатый магнитопровод размещен снаружи оболочки и выпслнен в виде зубчатой планки, 1о секции обмотки грубого отсчета соединены соответственно согласно в полуфаэах, полуфаэы соединены между собой встречно, число витков в секциях обмотки грубого отсчета опреде15 лено соотношением

Wq= Wg sly(„,p (7к-1) Q) где W — число витков;

2О К вЂ” номер фазы (к = 1, 2 при

2; < = 1,2,3 приап= 3); число фаз;

Р— число периодов изменения сиг— нала обмотки точного отсчета

25 по длине L магнитопровода;

Z номер зубца магнитопревода (Z = 1,2,...., 2prn+1);

4 — начальное число витков;

Я вЂ” фазовый угол, равный 90

30 при т = 2 и 120 при п= 3, а длина L,,ферромагнитного сердечни,— ка равна 1 / v

1211596

Ъа. / . 0

Составитель Л. Гуськов

Редактор И. Рыбченко Техред М.Надь

Корректор М. Максимишинец

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 633/46 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5