Преобразователь перемещений в импульсный электрический сигнал

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона преобразования. Преобразователь содержит корпус, в котором между электродами в диэлектрической среде колеблется сферическая матрица из ферромагнитного материала . С внешней стороны электродов установлены магниты с коническими полюсами, перемещающиеся вдоль электродов под воздействием входного сигнала . Т.к. межэлектродная область выполнена с переменным зазором по длине, то в зависимости от положения магнитов частота выходного сигнала сS меняется, индицируя величину перемещения штока. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЩБЛИН

Ogf Of) (5D 4 G 01 В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3866345/24-24 (22) 11.03. 85 (46) 15.10.86. Бюл. ff 38 (71} Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им.Ленсовета (72) A.Е.Скачков и Ю.С.Бадаев (53) 621-327(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 324492, кл. G 01 С 9/20, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 439008, кл. G 08 С 9/00, 1975.,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В

ИИНУЛЬСНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона преобразования.

Преобразователь содержит корпус, в котором между электродами в диэлектрической среде колеблется сферическая матрица из ферромагнитного материала. С внешней стороны электродов установлены магниты с коническими полюсами, перемещающиеся вдоль электродов под воздействием входного сигнала. Т.к. межэлектродная область выполнена с переменным зазором по длине, то в зависимости от положения магнитов частота выходного сигнала меняется, индицируя величину перемещения штока. 2 ил.

1263995

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-, зовано для преобразования линейных перемещений в импульсный электрический сигнал.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона преобразования.

Ва фиг. 1 представлена конструкция преобразователя; на фиг. 2— электрическая схема.

Преобразователь перемещений в импульсный сигнал содержит электроды 1 и 2, электропроводящую сферическую частицу 3, выполненную из ферромагнитного материала, постоян" ные магниты с коническими полюсами

4 и 5, схему преобразования с резистором 6.

Электроды 1 и 2 (фиг. 1) вмонтированы в корпус 7 и расположены под углом один к другому. Межэлектродное пространство через штуцер 8 заполнено диэлектрической средой — жидким неполярным диэлектриком, напри1 мер гексаном, а сферическая частица, имеющая плотность, равную плотности неполярного диэлектрика, изготовлена путем нанесения гальваническим способом слоя никеля на сферу из вспененного полистирола.

Постоянные магниты 4 и 5 укреплены на раме 9 с возможностью регулирования расстояния между коническими полюсами, а передача механических перемещений от объекта измерений к постоянным магнитам осуществляется через измерительный шток 10, укрепленный с помощью фланца 11 и стоек 12 на раме 9, которая установлена на шариковых опорах 13, перемещающаяся по направляющим в корпусе

7. Силовое замыкание между штоком

10 и поверхностью элемента, перемещения которого измеряются, обеспечивается пружиной 14.

К электродам 1 и 2 через резистор 6 (фиг. 2) подключен источник постоянного электрического напряжения 15, а для регистрации выходных сигналов применен цифровой частотомер 16, который совместно с элементами 6 и 15 составляет схему преобразования.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды 1 и 2 в межэлектродном пространстве возникает электрическое поле напряженностью

10 где — угол, образованный электродами 1 и 2;

h — расстояние от вершины угла М

Это электрическое поле приводит . сферическую частицу 3 в колебательное движение между электродами. Колебания частицы сопровождаются переносом заряда и на резисторе 6 формируытса импульсы тока частотой

Я (I i к)

20 " — " P "(-klt —

2 2 где Я вЂ” диэлектрическая проницаемость межэлектродного пространства;, r — радиус сферической частицы;, средняя плотность частицы;

К вЂ” коэффициент восстановления при ударе сферической частицы об электроды.

Так как частица 3 выполнена из

30 ферромагнитного материала (никеля), то под действием магнитного поля конических.полюсов постоянных магнитов

4 и 5 она совершает колебания между электродами вдоль оси А-А (фиг. 1).

З Контролируемое линейное перемещение, передаваемое через измерительный шток, приводит к изменению положения конических полюсов постоянных магнитов относительно расходящихся

40 электродов. При этом неоднородное магнитное поле увлекает за собой колеблющуюся частицу 3 и изменяет ее траекторию колебаний h относительно вершины угла

45 Это приводит, согласно формуле (2), к изменению частоты f следования электрических импульсов на вы.ходе преобразователя, что фиксируется регистрирующим прибором, наприgp мер цифровым частотомером.

Использование неоднородного магнитостатического поля, воздействующего на частицу из ферромагнитного материала, совершающую непрерывные колебания в системе электродов с переменным зазором, позволяет получить простую в изготовлении и наладке конструкцию, в которой нет малона3 1263 дежных и сложных деталей для крепления подвил. ьж - .с:к-:родов и самой частицы. Возможность профилирования межэлектродного зазора позволяет получить линейную шкалу во всем диапазоне, а выполнение частицы с нулевой плавучестью устраняет влияние на результаты измерений наклонов, вибраций и ускорении.

Формула изобретения

Преобразователь перемещений в импульсный электрический сигнал, содержащий герметичный корпус, запол-fS ненный диэлектрической средой,подключенные к схеме преобразования„ установленные внутри корпуса электро995 4 ды с размещенной в межэлектродной области электропроводящей сферической частицей,и измерительный шток, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразования, в нем установлены постоянные магниты, межэлектродная область выполнена в виде нрофилированного канала, образованного плоскими электродами с переменным зазором по длине, расположенными в неоднородном магнитном поле конических полюсов постоянных магнитов, соединенных с измерительным штоком и стенками корпуса, а электропроводящая частица выполнена из ферромагнитного мате риала.

Фиг.1

1 263995

Фиг.2

Составитель О.Гудкова

Редактор М.Товтин Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Заказ 5549/40 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4