Дифференциально-трансформаторный датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике, позволяет повысить линейность и помехоустойчивость дифференциального трансформаторного датчика линейных перемещений, содержащего стержневой сердечник с централь- Hbw и двумя краевыми поперечными пазами и охватывающий его цилиндрический ферромагнитный якорь с полюсными выступами в виде расширяющихся к торцам якоря раструбов, образованных поверхностью с нелинейно изменяющимся радиусом. В центральном пазу сердечника размещена обмотка возбуждения , а в краевых пазах - секции измерительной обмотки. Полюсные выступы обращены к секциям измерительной обмотки. Протяженность выступов приблизительно равна расстоянию между центральным и краевыми пазами сердечника. Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, частично замыкается с внешней стороны секций измерительной обмотки и охватывает их, а частично - с внутренней стороны этих секций. При перемещении якоря изменяется соотношение указанных составляющих магнитного потока, что приводит к изменению величины и фазы Э.Д.С., индуктируемой в измерительной обмотке, в соответствии с величиной и направлением перемещения якоря. Благодаря выполнению полюсных выступов якоря профилированньпчи уменьшается влияние краевых эффектов, а также паразитной магнитной проводимости между поверхностью центральной части якоря и сердечником, что повьшает линейность датчика. Так как измерительная обмотка экранирована охватывающим ее цилиндрическим якорем, датчик, обладает повышенной помехоустойчивост ью. 1 ил. с (Л с САЭ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3847714/25-28 (22) 17.01.85 (46) 23.05.86. Бюл. Ф 19 (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (72) В.П. Дубравин (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Ступель Ф.А. Индуктивные и индукционные преобразователи механических величин. Изд-во Харьковского университета, 1958, с. 15-17.

Бабаева Н.Ф. и др. Расчет и проектирование гироскопических устройств, Л.: Машиностроение, 1967, с. 311. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО- ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ

ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, позволяет повысить линейность и помехоустойчивость дифференциального трансформаторного датчика линейных перемещений, содержащего стержневой сердечник с центральным и двумя краевыми поперечными пазами и охватывающий его цилиндрический ферромагнитный якорь с полюсными выступами в виде расширяющихся к торцам якоря раструбов, образованных поверхностью с нелинейно изменяющимся радиусом. В пентральном.па(11 4 С 01 В 7/00, G 01 D 5/20 зу сердечника размещена обмотка возбуждения, а в краевых пазах — секции измерительной обмотки. Полюсные выступы обращены к секциям измерительной обмотки. Протяженность выступов приблизительно равна расстоянию между центральным и краевыми пазами сердечника. Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, частично замыкается с внешней стороны секций измерительной обмотки и охватывает их, а частично — с внутренней стороны этих секций. При перемещении якоря изменяется соотношение укаэанных составляющих магнитного потока, что приводит к изменению величины и фазы э.д.с., индуктируемой в иэмерительной обмотке, в соответствии с величиной и направлением перемещения якоря. Благодаря выполнению полюсных выступов якоря профилированными уменьшается влияние краевых эффектов, а также "паразитной" магнитной проводимости между поверхностью центральной части якоря и сердечником, что повышает линейность датчика. Так как измерительная обмотка экранирована охватывающим ее цилиндрическим якорем, датчик обладает повышенной помехоустойчивостью. 1 ил.

232933 2 где о„— величина воздушного зазора между поверхностью сердечни>

1 и поверхностью якоря 6 в его центральной части между полюсными выступами 7.

Дифференциально-трансформаторный датчик .линейных перемещений работае> следующим образом. зовано, например, для контроля перемещений в листолрокатных станах в условиях повышенных электромагнитных помех.

Целью изобретения является повышение точности датчика путем улучшения его помехоустойчивости и расширения, эоны линейного преабразова- 10 ния перемещений.

На чертеже показана конструкция дифференциально-трансформаторного датчика линейных перемещений.

Датчик содержит ферромагнитный 1 сердечник 1 с центральным поперечным пазом 2 и двумя краевыми поперечными пазами 3, расположенными симметрично относительно центрального паза 2. Б центральном пазу 2 раз- 20 мещена обмотка 4 возбуждения, а в краевых пазах 3 — секции 5 измерительной обмотки, соединенные между собой последовательно-встречно. Саасно сердечнику 1 установлен с вазможностью осевого перемещения цилиндрический охватывающий сердечник 1 якорь

6. На внутренних стенках якоря 6 выполнены полюсные выступы 7, обращенные к секциям 5 измерительной обмотки 30 и выполненные в виде расширяющихся к торцам якоря 6 раструбов. Протяженность полюсных выступов 7 приблизительно равна или меньше расстояния между центральными и краевыми пазами, а радиус R èõ поверхности изменяется по длине выступов по следующему закону:

Вследствие влияния краевых эффектов и паразитиай магнитной правацимасти воздушного зазора между

40 лаверхиаст>ью сердечника 1 и поверхностью якоря 6 в ега центральной части, .лежащей между выступами 7,плотность распределения магнитных силовых линий ло длине якоря 6 отличается ат идеальной ступенчатой формы.

Влагодаря выполнению палюсных выступов 7 прафилированными с законом изменения радиуса поверхности в соответствии с формулой (1), обеспечивается коррекция нелинейности характеристики преобразования датчика, т.е. повышается ега линейность.

Поскольку цилиндрический якорь, охватывающий сердечник с обмотками, Ы экранирует их ат влияния внешних электромагнитных полей, достигается также и повышение помехоустойчивости датчика. где 3, (2) (в+8,1(в 41 а(а Я, б s,(Р БД

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испальсредняя величина воздушного зазора между поверхностью полюсных выступов 7 и поверхностью сердечника 1, внешний диаметр сердечника 1, длина палюсных выступов 7 величина контролируемого перемещения, отсчитываемого от внутреннего края полюсных выступов 7," конструктивный коэффициент, определяемый по формуле

В исходном состоянии при симметричном положении якоря 6 относительно обмотки 4 возбуждения магнитные потоки, пересекающие каждую из секций 5 измерительной обмотки, равны между собой. Соответственно равны между собой па величине и противоположны по фазе ЭДС, наводимые в секциях 5, и суммарная ЭДС измерительной обмотки равна нулю. При перемещении якоря 6, например, впрАво магнитный поток обмотки 4 возбуждения, проходящий через правый полюсный выступ 7 с внешней стороны правой секции 5 измерительной обмотки, увеличивается, что приводит к увеличению наводимой в ней ЭДС. При этом магнитный поток, проходящий с внешней стороны .левай секции 5 измерительной обмотки, уменьшается. Это приводит к уменьшению ЭДС левой секции измерительной обмотки. По величине суммарной ЭДС измерительной обмотки определяют величину перемещения якоря, а по фазе суммарной ЭДС вЂ” направление перемещения якоря 6 относительно исходного положения, радиусом.

Составитель И. Кислицин

Техред O.Cîïêo

Корректор И.Эрдейи

Редактор Н. Егорова

Подписное

Заказ 2757/40 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Пр л П оектная 4

3 12329

Формула изобретения

Дифференциально-трансформаторный датчик линейныхперемещений,содержащий ферромагнитный .сердечник с поперечными центральным пазом и двумя выполненными симметрично относительно него краевыми поперечными пазами, размещенную в центральном пазу обмотку возбуждения, размещенные в краевых пазах секции измерительной обмотки и установленный с возможностью перемещения вдоль сердечника ферромагнитный якорь с обращенными к секциям

33 4 измерительной обмотки полюсными выступами, приблизительно равными по длине расстоянию между центральным и краевыми пазами сердечника, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, якорь с полюсными выступами выполнен цилидрическим, сердечник с обмотками размещен в его полости, а полюсные вы— ступы выполнены профилированными в виде расширяющихся к торцам якоря раструбов, образованных поверхностью с нелинейно изменяющимся