Способ настройки дифференциального преобразователя линейных перемещений

 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений объектов, Цель изобретения - повышение точности настройки дифференциального трансформаторного преобразователя линейного перемещения в электри .еский сигнал. содержащего неподвижный магнитопровод с размещенными на нем обмотками и подвижный ферромагнитный сердечник путем создания оптимальной структуры магнитного поля его возбуждающей обмот ки Способ заключается в том. что измеряют характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабг го диапазона перемещений , уменьшают длину подвижного элемента , и и изменяют профиль между ПОДВИАНЫМ цементом и магнитопроводом Новым яаляется применение покрытия подвижного элемента диамагнитным материалом и изменение его толщины в зависимости от величины минимального выходного напряжения преобразооателя в области нуля его характеристики преобразования 2 з.п. ф-лы. 1 ил (Л

OPS сОк)3 сОВГ тских

СОЦИАЛИС ГИ !AC:КИХ

РГC:ÏÓÃËÈÊ (я)5 G 01 В 7/00!

Т СУДАРСТВГННЫй КОМИТЕТ

; О И306РЕТГ: 1ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКС ГВИ",ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860081/28 22) 17.08 90 (ч6 5.10 92. Бюп. ¹ 38 (71) Кал ское объединение по производству большегрузных автомобилей (72) В.А. Щербин (56) Авторское свидетельство ГССР

¹ 1317271, кл, G 01 В 7/OA. 1985.

Авторское свидетельство ..ГСР

¹ 1474447, кл. G 01 В 7/00, 1987. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДИФФ ЕРЕНЦИАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений объектов, Цель изобретения — повышение точности настройки дифференциального трансформаторного преобразователя линейного перемещения в электри" еский сигнал, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений объектов.

Известен способ настройки дифференциального датчика линейных перемещений . подвижным сердечником, заключающийся

t том, что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал и;; ределяют длину нелинейного участка характеристики по краю рабочего диапазона перемещений, соответствующую заданному классу то ности, и уменьшают длину подвижного сердечника датчика на величину одного нелинеиного участка.

Экспериментально установлено, что уменьшение длины нелинейного участка характеристики преобразования датчика происходит при уменьшении длины подвижного сердечника только до опреде„„. Щ„„1768о31 А1 содержащего неподвижный магнитопровод с размещенными на нем обмотками и подвижный ферромагнитный сердечник, путем создания оптимальной структуры магнитного поля его возбуждающей обмот ки. Способ заключается в том, что измеряют характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабе .o,ãî диапазона перемещений, уменьшаю г длину подвижного элемента, и <, изменяют профиль между подвижным пементом и магнитопроводом.

Новым является применение покрытия подвижного элемента диамагнитным материалом и изменение его толщины в зависимости от величины минимального выходного напряжения преобразователя в области .нуля его характеристики преобразования. 2 з.п. ф-лы, 1 ип. ленной величины. Дальнейшее уменьшение длины подвижного сердечника приводит к увеличению длины нелинейного участка характеристики преобразования, т.к. существует определенная длина подвижного сердечника для каждой конкретной конструкции датчика, являющаяся оптимэпьной.

При несимметрии индуктивностей измерительных обмоток длины нелинейных участков рабочего диапазона обеих ветвей характеристики преобразования еодинаковы, поэтому настройку преобоазоватепя необходимо вести по ветви харакгеристики с наибольшей длиной нелинейного у глотка, Наиболее близким техническим решением к данному спссобу является способ настройки дифференциального пр,".бразе вателя линейных пе рел1е Где| ., с дев;а щ и Й и 0 fl в и ж н ы и м а г t .и i г е р <. n i д

1760931 размещенными на нем обмоткой возбуждения и парой дифференциально соединенных измерительных обмоток и подвижный ферромагнитный сердечник, заключающийся в том, что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабочего диапазона перемещений, соответствующие заданному классу точности преобразователя, уменьшают длину подвижного сердечника, изменяют профиль воздушного зазора между подвижным сердечником и магнитопроводом, Однако известный способ имеет следующие недостатки.

Отключением одной из секций измерительной обмотки при настройке получают одинарный преобразователь, у которого вы ходная характеристика резко нелинейна.

Дифференциальное включение двух обмоток с резко нелинейными характеристиками вследствие их взаимной компенсации позволяет получить выходную характеристику с малой нелинейностью. При заданном 25 классе точности у дифференциального преобразователя длина нелинейного участка на краю характеристики преобразования меньше, чем у одинарного преобразователя. Поэтому в известном способе необходи- 30 мо пересчитывать длину нелинейного участка на краю характеристики преобразования с дифференциального на одинарный преобразователь или определять эту длину приближенно, а настройку второй обмотки 35 производить, сравнивая.ее характеристику с ранее полученной характеристикой первой обмотки.

Кроме того, в миниатюрных датчиках изменение профиля воздушного зазора при 40 помощи конструктивных элементов затруднительно.

Цель изобретения — повышение точности настройки дифференциального преобразователя линейного перемещения в 45 электрический сигнал путем корректировки напряженности магнитного поля, Поставленная цель достигается тем, что в способе настройки дифференциального преобразователя линейных перемещений, 50 содержащего неподвижный магнитопровод с размещенными на нем обмоткой возбуждения и парой дифференциально соединенных измерительных обмоток и подвижный ферромагнитный сердечник, заключающий- 55 ся в том, что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабочего диапазона перемещений, соответствующие заданному классу точности преобразователя, уменьшают длину подвижного сердечника, изменяют профиль воздушного зазора между подвижным сердечником и магнитопроводом изменение профиля воздушного зазора осуществляют путем нанесения диамагнитного материала на наружную поверхность подвижного сердечника, причем толщину наносимого диамагнитного материала увеличивают с той стороны подвижного сердечника, которая соответствует большей величине нелинейного участка характеристики преобразования, а изменение толщины наносимого материала осуществляют по величине минимального выходного напряжения преобразователя в области нуля его характеристики преобразования.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено продольное сечение преобразователя.

Дифференциальный преобразователь линейных перемещений содержит ферромагнитный подвижный сердечник 1, неподвижный магнитопровод 2, на котором размещены обмотка возбуждения 3 и пара дифференциально соединенных измерительных обмоток 4 и 5, диамагнитный материал 6 нанесен на наружную поверхность подвижного сердечника 1, К выходу измерительных обмоток 4 и 5 подключается измерительный прибор, а к обмотке 3 возбуждения — источник питания переменного тока {не показаны).

Способ настройки линейности выходной характеристики дифференциального преобразователя линейных перемещений осуществляется следующим образом.

Перемещают подвижный ферромагнитный сердечник 1 вдоль продольной оси преобразователя и измеряют выходную характеристику преобразования в электрический сигнал, Магнитное поле, создаваемое возбуждающей обмоткой 3 и пронизывающее измерительные обмотки 4 и 5, имеет большую неоднородность структуры в пространстве между краями магнитопровода 2 и подвижного ферромагнитного сердечника.

При изменении положения ферромагнитного подвижного сердечника большая неоднородность магнитного поля является причиной неодинаковых изменений наводимых в измерительных обмотках ЭДС, что приводит к нелинейности характеристики преобразования на краях измерительного диапазона. С учетом заданного класса точности определяют длину нелинейн.лх участков на краях характеристики преобразования.

1768931

25

Для любой конструкции дифференциального преобразователя при уменьшении длины ферромагнитного подвижного сердечника (от максимальной, равной, например, суммарной длине возбуждающей и измерительных обмоток до минимальной, в частности, стремящейся к нулю) существует такая структура магнитного поля, при которой ее неоднородность минимальна. Последовательно изменяя длину подвижного сердечника и контролируя длину нелинейных участков добиваются наименьшей их величины.

При неодинаковых величинах реактивного и активного сопротивлений измерительных обмоток (магнитная асимметрия) вследствие технологического разброса длины нелинейных участков оказываются неодинаковыми, при этом в области нуля появляется выходное напряжение даже при симметричном положении подвижного ферромагнитного сердечника относительно измерительных обмоток, Причем это напряжение тем больше, чем больше магнитная асимметрия преобразователя.

Изменением профиля воздушного зазора между магнитопроводом и ферромагнитным подвижным сердечником можно изменять структуру магнитного поля обмотки возбуждения. Изменение профиля воздушного зазора осуществляется путем нанесения диамагнитного материала 6 на наружную поверхность подвижного сердечника, Магнитная проницаемость диамагнитного материала меньше единицы (т,е.

Это свойство диамагнетика противоположно аналогичному свойству ферромагнетика), поэтому диамагнетик ослабляет магнитное поле преобразователя тем больше, чем больше толщина диамагнитного материала.

Так как магнитная проницаемость диамагнетика ненамного меньше единицы, а проницаемость ферромагнетика намного больше (в сотни, тысячи раэ), то ослабление магнитного поля возбуждающей обмотки незначительно(до 1 %).

Это позволяет очень точно осуществлять симметрирование токов измерительных обмоток благодаря созданию необходимой напряженности магнитного поля обмотки возбуждения. Причем толщина наносимого диамагнитного материала может быть плавно увеличена на той части подвижного сердечника, которая соответствует характеристике преобразования с большей длиной нелинейного участка, При этом перераспределяется плотность силовых линий магнитного поля обмотки возбуждения в области расположения измерительных обмоток и симметрируются реактивные составляющие тока в измерительных обмотках, что приводит к уменьшению выходного напряжения преобразователя в области нуля при симметричном положении подвижного сердечника относительно измерительных обмоток и равенству нелинейных участков характеристики преобразования на, краях измерительного диапазона. Таким образам, по величине выходного напряжения преобразователя в области нуля можно судить о симметрии измерительных обмоток, необ15 ходимом изменении длины подвижного ферромагнитного сердечника и обеспечить соответствующее уменьшение длины нелинейных участков выходной характеристики преобразователя, 20

Формула изобретения

1. Способ настройкидифференциального преобразователя. линейных перемещений, содержащего неподвижный магнитопровод с размещенными на нем обмоткой возбуждения и парой дифференциально соединенных измерительных обмоток и подвижный ферромагнитный сердечник, заключающийся в том. что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, .определяют длины нелинейных участков характеристик по краям рабочего диапазона перемещений, соответствующие заданному классу точности преобразователя, и соответственно уменьшают длину подвижного сердечника или изменяют профиль воздушного зазора между подвижным сердечником и магнитопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки линейности характеристики преобразования путем корректировки напряженности магнитного поля, изменение профиля воздушного зазора осуществляют путем нанесения диамагнитного материала на наружную поверхность подвижного сердечника.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что толщину наносимого диамагнитного материала увеличивают с той стороны подвижного сердечника, которая соответствует большей величине нелинейного участка характеристики преобразования.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что изменение то щины наносимого материала осуществляют по величине минимального выходного напряжения преобразователя в области нуля его характеристики преобразования.

1768931

Составитель В. Щербин

Техред М:Моргентал

Производственно-издательский комбина "Пагенг". г. Уж.оргд ул.Ге арина l01

Редактор Корректор 3. Салко

Заказ 3636 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобрегениям и открытиям при ГКНТ .ССР

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