Датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности измерения перемещений и упрощение конструкции датчика, который предназначен для реализации тестового метода измерений. Датчик содержит установленную в корпусе 1 на изоляционном каркасе 2 двухсекционную катушку 3 индуктивности и размещенный на его оси подвижный ферромагнитный сердечник 5. Имеется привод для установки катушки 3 в двух положениях измерения, смещенных на заданное расстояние @ , которое определяет зазор между дном крышки 7 и торцом 8 стаканообразного корпуса датчика, выполняющих функции упорных ограничительных элементов. Этот привод выполнен в виде подковообразной биметаллической пластины с нагревательным элементом, прикрепленной концами соответственно к дну корпуса и к каркасу катушки. Благодаря этому обеспечивается более высокая идентичность условий контроля во всех четырех тактах измерения, а также более высокая стабильность задания эталонного расстояния @ смещения катушки индуктивности в этих тактах. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5I)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4483888/25-28 (22) 19.09.88 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (71) Куйбышевски и филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства «Оргэнергострой» (72) В. С. Иванов и Г. К. Скрипицын (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 411482, кл. G 01 В 7/00, 1971. (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности измерения перемещений и упрощение конструкции датчика, который предназначен для реализации тестового метода измерений. Датчик содержит установленную в корпусе 1 на изоляционном кар„„Я0„„1580148 A 1 касе 2 двухсекционную катушку 3 индуктивности и размещенный на ее оси подвижный ферромагнитный сердечник 5. Имеется привод для установки катушки 3 в двух положениях измерения, смещенных на заданное расстояние Л, которое определяется зазором между дном крышки 7 и торцом 8 стаканообразного корпуса датчика, выполняющих функции упорных ограничительных элементов. Этот привод выполнен в виде подковообразной биметаллической пластины с нагревательным элементом, прикрепленной концами соответственно к дну корпуса и к каркасу катушки. Благодаря этому обеспечивается более высокая идентиччость условий контроля во всех четырех тактах измерения, а также более высокая стабильность задания эталонного расстояния 5 смещения катушки индуктивности в этих тактах. 1 ил.

1580148

Формула изобретеяия

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных информационно-измерительных системах для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал.

Цель изобретения — повышение точности измерения перемещений при реализации тестового метода измерения и упрощение конструкции датчика.

На чертеже показана схематично конструкция датчика линейных перемещений.

Он содержит корпус 1, выполненный в виде .полого цилиндра с глухим дном.

Внутри корпуса размещена на изоляционном каркасе 2 двухсекционная соленоидная катушка 3 индуктивности с отводом 4 от средней точки. Размещенный на ее оси ферромагнитный сердечник 5 закреплен на измерительном штоке 6, предназначенном для связи с объектом контроля. Каркас 2 и размещенная на нем катушка 3 индуктивности установлены с возможностью перемещения на заданное расстояние Л в направлении их продольной оси, которое о77ределяется зазором между дном крышки 7, выполненной в виде стакана со ступенчатой кольцевой выемкой на его внутренней поверхности, в которой закреплен торец 8 корпуса 1, и поверхностью этого торца, которые выполняют функции упорных ограничительных элементов. Привод для перемещения катушки 3 на расстояние Л, что необходимо для осуществления тестового метода измерения, выполнен в виде подковообразной биметаллической пластины 9 с нагревательным элементом 10. Эта пластина жестко прикреплена одним концом к дну корпуса 1 датчика, а другим — к каркасу 2 катушки индуктивности.

Датчик работает следующим образом.

Перед началом измерения под действием биметаллической пластины 9 обеспечивается фиксация катушки 3 индуктивности в крайнем правом положении, определяемом ее упором в торец 8 корпуса 1 датчика. Материал биметаллической пластины, ее форма и геометрические размеры выбираются так, чтобы это положение катушки 3 надежно обеспечивалось при любых изменениях температуры окружающей среды, которая может иметь место в процессе эксплуатации датчика. В начальном положении сердечник 6 устанавливается в положение Хо, симметричное относительно отвода 4 от секций катушки 3 индуктивности.

В этом положении катушки производится два такта измерения. В первом такте включается одна из секций катушки, выходной электрический сигнал которой пропорционален Xp — Х, где Х вЂ” контролируемое перемещение. Во втором такте включается вторая секция катушки, выходной электрический сигнал которой пропорционален величине Xp+X. После окончания второго такта измерения включается нагреватель 10.

Под действием биметаллической пластины катушка 3 смещается на расстояние Л до упора в дно крышки 7. В этом положении проводится третий и четвертый такты измерения, когда включается сначала первая секция, выходной сигнал которой пропорционален величине Xp — Х вЂ” Л, а затем— вторая секция, выходной сигнал которой пропорционален величине Хо+Х+Л.

При аппроксимации функции преобразованияя датчика параболической зависимостью на основании четырех тактов измерения получаем четыре результата Ni, Nq, 1Чд и N4 измерения, обработка которых в вычислительном блоке (не показан) позволяет вычислить величину контролируемого перемещения Х в соответствии со следующим выражением:

y N! 1х12 (1х12 1х13) (N i 1х12) - (1 )

Благодаря тому, что в этом датчике обеспечивается идентичность условий измерений во всех четырех тактах, а также высокая точность и долговременная стабильность задания эталонного расстояния Л, так как на его величину практически;.е оказывают влияния измерения длины карк са катушки и корпуса преобразователя, он обеспечивает более высокую точнос-ь измерения перемещений при более простой конструкции (отсутствуют приводные электромагниты) .

Поскольку в выражение для X не входят нестабильные коэффициенты функции преобразования, датчик обеспечивает снижение погрешности нелинейности, аддитивной и мультипликативной погрешностей всего тракта измерения, включая и первичный преобразователь, как это свойственно тестовому методу измерения.,Датчик линейных перемещений, содержащий полый цилиндрический корпус с крышкой, размещенную внутри него на каркасе двухсекционную соленоидную катушку индуктивности, два ограничительных упорных элемента, в качестве одного из которых использована крышка, служащие для установки катушки в двух положениях, привод для перемещения катушки с возможностью поочередного контакта с упорными элементами и размещенный соосно внутри катушки с возможностью осевого перемещения ферромагнитный сердечник, отличаюи1ийея тем, что, с целью повышения точности измерения перемещений и упрощения конструкции, в корпусе выполнено глухое дно, крышка выполнена в виде стакана с кольцевой выемкой на его внутренней поверхности у открытого торца, в которой размещен торец корпуса, являю1580148

Составитель С. Скрыпник

Редактор С. Патрушева Техред А. Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 2002 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 щийся вторым ограничительным упорным элементом, а привод выполнен в виде подковообразной биметаллической пластины с нагревательным элементом, жестко прикрепленной своими концами соответственно к дну корпуса и к каркасу катушки.