Устройство для измерения линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения перемещений измерительного устройства индуктивного типа, содержащего индуктивный датчик, обеспечивающий измерение расстояния до поверхности объекта, перемещение которого контролируется.- Измерительная обмотка этого датчика размещена на центральном стержне 2 стаканообразного магнитопровсда 1, имеющего в зак-. рытом торце кольцевую прорезь для размещения в ней немагнитной прокладки 7. Обмотка 3 отделена от внешней цилиндрической стенки магнитопровода 1 электропроводным цилиндрическим экраном 5 , предотвращающим замыкание магнитных силовых линий на эту стенку , что уменьшает поток рассеивания и увеличивает плотность силовых линий магнитного поля, взаимодействующего с поверхностью контрол1- руемого объекта. Со стороны открытого торца датчика размещена ферритовая шайба со скосом, обеспе. коррекцию картины магнитного поля датчика. Выходной сигнал датчика преобразуется в изменение частоты с помощью автогенераторной трехточечной cxe№i на полевом транзисторе и двух диодах. 2 i-m. 10 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (>1)4 G 01 В 7 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4197708/25-28 (22) 20. 02. 87 (46) 15. 10.88. Бюл. Р 38 (71) Белорусский политехнический институт (72) Г.И.Хутский, Д.Л.Грибов, M.М.Антонов, В.И.Якушин и Ю.Е.Лившиц (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 475499, кл. G 01 В 7/00,,1973 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения— повышение чувствительности и точности измерения перемещений измерительного устройства индуктивного типа, содержащего индуктивный датчик, обеспечивающий измерение расстояния до поверхности объекта, перемещение которого контролируется. Измерительная обмотка этого датчика размещена на центральном стержне 2 стаканообразного магнитопровсда 1, имеющего в закрытом торце кольцевую прорезь для размещения в ней немагнитной прокладки 7. Обмотка 3 отделена от внешней цилиндрической стенки магнитопровода

1 электропроводным цилиндрическим экраном 5, предотвращающим замыкание магнитных силовых линий на эту стенку, что уменьшает поток рассеивания и увеличивает плотность силовых линий магнитного поля, взаимодействующего с говерхностью контролируемого объекта. Со стороны открытого торца датчика размещена ферритовая шайба со скосом, обеспечивающая коррекцию картины магнитного поля датчика. Выходной сигнал датчика преобразуется в изменение частоты с помощью автогенераторной трехточечной схемы на полевом транзисторе и двух диодах.

2 ил.

1430735

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений и контроля линейных перемещений объек5 тов различного назначения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений эа счет компенсации температурных погрешностей и коррекции нелиней- 10 ности характеристики преобразования.

Иа фиг.l схематично изображена койструкция индуктивного датчика линейных перемещений, используемого в описываемом устройстве; на фиг.2 — 15 принципиальная электрическая схема блока измерения этого устройства.

Устройство для измерения линейных перемещений содержит стаканообразный магнитопровод 1 с центральным стерж- 20 нем 2, на котором размещена измерительная обмотка 3 индуктивного датчика, обеспечивающего измерение расстояния до поверхности объекта контроля. Между обмоткой 3 и цилиндричес- 25 кой стенкой 4 магнитопровода установлен полый цилиндрический экран 5 из немагнитного материала, например из бронзы. На открытом торце магнитопровода 1 размещен ферромагнитный кор- 30 ректирующий элемент 6, выполненный в виде шайбы со скосом, обращенным во внутреннюю полость магнитопровода

1. Для уменьшения влияния материала магнитопровода на величину индуктив- 35 ности обмотки 3 при изменениях температуры окружающей среды на дне магнитопровода 1 выполнена кольцевая прорезь, в которой закреплена кольцевая немагнитная прокладка 7, выпол- 40 пенная, например, иэ стеклотекстоли— та. Измерительная обмотка 3 подключена к блоку измерения, представляющему собой трехточечную,автогенератррную схему на полевом транзисторе 8 и двух диодах, которая выполнена по схеме с общим истоком. Эта схема содержит цепь смещения в виде резисторов 9, 10 и цепь обратной связи на резисторе ll. Конденсаторы 12, 13 и первый диод 14 вместе с измерительной обмоткой 3 образуют резонансный контур, который через раэвязывающий конденсатор 15 включен между затвором и истоком полевого транзистора 8.

Для обеспечения температурной стабилизации режима работы транзистора 8 в цепь питания автогенераторной схемы включен второй диод 16. Выводы 17, 18 схемы служат для подключения к источнику питания, а выводы 17, 19 для подключения регистрирующего прибора, например частотомера.

Устройство работает следующим образом.

На выводы 17, 18 подают напряжение питания. Резонансный контур, содержащий обмотку 3 и конденсаторы 12, 13, обеспечивает передачу сигнала с истока в затвор транзистора 8, вследствие чего осуществляется генерация автоколебаний, частота которых определяется параметрами резонансного контура, Усилитель на полевом транзисторе .8 обладает высоким входным сопротивлением, не снижающим добротность резонансного контура. В результате исключается нестабильность час- тоты, вызываемая изменением добротности контура. Диод 14 шунтирует входной сигнал при превышении им порога открывания диода и тем самым стабилизирует напряжение на контуре, благодаря чему исключается насыщение магнитопроводящего центрального стержня 2 магнитопровода 1, что обусловливает повышение чувствительности устройства. При изменении внешних условий (температуры) изменяется величина падения напряжения на диоде

14, в результате изменяется режим работы транзистора 8 и компенсируется нестабильность частоты, вызванная изменениями этих условий. При перемещении объекта измерения изменяется величина воздушного зазора в магнитопроводе, в результате меняется величина индуктивности обмотки 3, à следовательно, частота .генерируемых колебаний. Экран 5, установленный между обмоткой 3 и стенкой 4 магнитопровода ), исключает замыкание магнитных силовых линий внутри магнитопровода, что создает более высокую плотность силовых линий в измеряемом объекте за счет выпучивания силовых магнитных линий. Благодаря размещению на открытом торце магнитопровода 1 ферритовой шайбы, имеющей скос, обеспечивается изменение пространственной картины силовых магнитных линий в зависимости от расстояния до объекта, что также повышает чувствительность устройства и увеличивает линейность характеристики преобразователя

Этому способствует также и выравнивание площади поперечного сечения

1б!

Составитель Т.Бычкова

Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Редактор А.Маковская

Заказ 5330/40 . Тираж 680 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

3 14307 стержня и стенок магнитопровода. Более равномерное распределение силовых магнитных линий в сердечнике позволяет устранить. насыщение отдельных участков магнитопровода при одновременном увеличении плотности магнитных линий, что увеличивает чувствительность устройства.

Формул а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее стаканообразный магнитопровод с центральным стержнем, размещенную на стержне измерительную обмотку, установленный между обмоткой и цилиндрической стенкой магнитопровода полый цилиндрический экран, размещенный на открытом торце магнитопровода ферромагнитный коррек — 20 тирующий элемент, немагнитную кольце1

35 4 вую прокладку и подключенный к измерительной обмотке блок измерения выходного сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, немагнитная кольцевая прокладка размещена в кольцевой прорези, которая выполнена в дне стаканообразного магнитопровода, ферромагнитный корректирующий элемент выполнен в виде шайбы со скосом, обращенным во внутреннюю полость магнитопровода, а блок измерения выполнен в виде трехточечной автогенераторной схемы на полевом транзисторе и двух диодах, один из которых включен в цепь питания транзистора, а другой — в резонансный контур автогенераторной схемы параллельно измерительной обмотке устройства.