Индуктивный преобразователь линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и цель его - повышение чувствительности и линейности статической характеристики преобразования индуктивного преобразователя линейных перемещений, содержащего плоскую катушку 1 индуктивности и установленный параллельно плоскости электропроводный экран 2, выполненный из немагнитного материала. В исходном положении, когда зазор между катушкой 1 и экраном равен нулю, превышение размеров экрана 2 над диаметром катушки 1 определяется математическим выражением, в которое входят экспериментально подобранные коэффициенты, учитывающие краевые эффекты и влияние изменения зазора между катушкой и экраном. Экран 2 установлен с возможностью перемещения под углом 5 - 85° к оси 3 катушки, благодаря чему при его перемещении изменяются одновременно и зазор между ним и катушкой, и площадь их взаимного перекрытия, что оказывает более сильное влияние на величину вносимого сопротивления в контур катушки под действием вихревых токов, наводимых ей в экране. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ш 4 б 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4343365/25-28 (22) 19.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (75) А. Ф. Ивашин и Г. А. Пономарев (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Агейкин Д. И. Датчики контроля и регулирования, М.: Машиностроение, 1965, с. 1О!. (54) ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕШЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и целью его — повышение чувствительности и линейности статической характеристики преобразования индуктивного преобразователя линейных перемещений, содержащего плоскую катушку 1 индуктивности и установленный параллельно плоскости электропроводный экран 2, выполÄÄSUÄÄ 1483244 A.!

2 ненный из немагнитного материала. В исходном положении, когда зазор между катушкой 1 и экраном равен нулю, превышение размеров экрана 2 над диаметром катушки 1 определяется математическим выражением, в которое входят экспериментально подобранные коэффициенты, учитывающие краевые эффекты и влияние изменения зазора между катушкой и экраном.

Экран 2 установлен с возможностью пере- мещения под углом 5 — 85 к оси 3 катушки, благодаря чему при его перемещении изменяются одновременно и зазор между ним и катушкой, и площадь их взаимного перекрытия, что оказывает более сильное влияние на величину вносимого сопротивления в контур катушки под действием вихревых токов, наводимых ей в экране. 1 ил.

1483244 (b+ ) /cos90 — а.

Форм ула изобретения

Составитель С. Скрыпинин

Редактор И. Сегляник Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2814/36 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений.

Цель изобретения — повышение чувствительности и линейности статической характеристики преобразования индуктивного преобразователя линейных перемещений за счет обеспечения его работы как в функции изменения зазора между его катушкой и экраном, так и в функции изменения их площади перекрытия. 10

На чертеже показано схематично конструктивное выполнение индуктивного преобразователя линейных перемещений.

Преобразователь содержит плоскую дисковую катушку 1 и плоский электроприводный экран 2 из немагнитного материала, установленный с возможностью плоско параллельного перемещения под углом а=5 — 85 к оси 3 катушки. Превышение Ь поперечных размеров экрана (его длины и ширины, или диаметра) над внешним 20 диаметром D катушки должно быть выбрано из условия: Ь=D (С+К cos(90 — а), где C=0,14 — 0,16 — коэффи циент перекрытия катушки экраном, учитывающий краевой эффект электромагнитного поля;

К=0,34...0,36 — поправочный коэффициент для учета изменения зазора между катушкой и экраном при его перемещении.

Индуктивный преобразователь работает следующим образом.

Катушка I подключается к источнику тока высокой частоты (на чертеже не показан), а в качестве выходного сигнала используется падение напряжения на этой катушке, параллельно которой подключается регистратор напряжения (на чертеже не показан).

При перемещении подвижного экрана 2 4О от положения касания с катушкой 1 до значения X=D(. +Х) изменяется тольС

cos (90 -ос) ко расстояние (зазор) между катушкой 1 45 и экраном 2, а при дальнейшем перемещении в направлении Х сверх указанного значения начинает дополнительно изменяться также и площадь перекрытия катушки 1 с экраном 2.

Благодаря тому, что в начальном положении экрана 2, т. е. при нулевом зазоре между ним и торцовой плоскостью катушки 1 он выступает за пределы периметра катушки на определенную величину, зависящую от угла к установки катушки 1 и экрана 2 относительно направления Х контролируемого перемещения, на начальном участке перемещения на величину индуктивности катушки 1 влияет только лишь изменение зазора между катушкой и экраном, в то время как их площадь перекрытия остается неизменной, и влияние вихревых токов, наводимых в экране, будет максимальным. При дальнейшем увеличении перемещения экрана 2 в направлении Х экранирующее действие вихревых токов в экране уменьшается не только за счет увеличения зазора между ним и катушкой, но также и за счет уменьшения их площади взаимного перекрытия, что обуславливает более высокую чувствительность и линейность характеристики преобразования.

Значения коэффициентов С и К подобраны экспериментально для данной конструкции преобразователя. Максимальный диапазон контролируемых перемещений определяется положением экрана 2, когда он полностью выходит за пределы катушки 1, т. е. когда полностью прекращается экранирующее действие вихревых токов, уменьшающих индуктивность этой катушки. Величина его определяется следующим выражением

Индуктивный преобразователь линейных перемещений, содержащий плоскую дисковую катушку индуктивности и плоскии электропроводный экран из немагнитного материала, установленный с возможностью плоскопараллельного перемещения относительно катушки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и линейности статической характеристики преобразования, экран установлен с возможностью перемещения под углом а=5 — 85 к оси катушки, а превышение Ь его длины и ширины над внешним диаметром D катушки выбрано из условия

S= D /С+ К ° cos (90 — а), где C=0,14...0,16 — коэффициент перекрытия катушки экраном, учитывающий краевой эффект;

К=0,34...0,36 — поправочный коэффициент для учета изменения зазора между катушкой и экраном.