Индукционный датчик линейных перемещений

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован, в частности, в гидравлических системах летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях исполнительных гидроцилиндров. Сущность: датчик содержит катушку с подвижным сердечником, выполненным из ферромагнитного материала. Средечник соединен механически с контролируемым объектом посредством стального немагнитного штока. Обмотка возбуждения катушки выполнена проводом при намотке виток к витку по всей длине рабочего хода датчика. Две измерительные обмотки выполнены поверх обмотки возбуждения и включены встречно. В стальном немагнитном штоке выполнены четыре продольных паза, симметричных относительно оси. Технический результат: повышение симметричности выходной характеристики при больших значениях рабочего хода датчика. 2 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, в гидравлических системах летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях поршней гидроцилиндров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению - прототипом - является индукционный датчик линейного перемещения со стальным немагнитным штоком (см. Патент RU 2367901 C1).

Недостатком известного устройства является несимметричность выходной характеристики. Это происходит вследствие того, что под воздействием электромагнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения, в немагнитном стальном штоке, который соединяет сердечник с контролируемым объектом, возникают вихревые токи. Эти вихревые токи создают намагничивающую силу, которая работает в противофазе к намагничивающей силе обмотки возбуждения датчика. При этом суммарная намагничивающая сила обмотки возбуждения в пространстве, занимаемом стальным немагнитным штоком, существенно снижается. А поскольку это влияние на измерительные полуобмотки и две половины обмотки возбуждения не одинаково, то вследствие этого выходная характеристика датчика становится несимметричной относительно среднего положения сердечника. Особенно это заметно на длинноходовых датчиках.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Так как величина вихревых токов прямо пропорциональна электродвижущей силе короткозамкнутого витка и обратно пропорционально сопротивлению короткозамкнутого витка, то уменьшить величину вихревых токов можно, увеличивая сопротивление короткозамкнутого витка или уменьшая электродвижущую силу короткозамкнутого витка.

Поставленная задача решается путем увеличения длины короткозамкнутого витка и уменьшения площади штока в поперечном сечении. Для этого в стальном немагнитном штоке выполнены четыре продольных паза, симметричных относительно оси штока.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется рис.1. Поскольку известно, что вихревые токи замыкаются по кольцу, если рассматривать поперечное сечение штока, и наибольшая плотность тока сосредоточена в поверхносном слое, то выполнение штока с продольными пазами приводит к значительному уменьшению величины вихревых токов, вследствие увеличения длины короткозамкнутого витка в каждом поперечном сечении штока. Кроме того, на сечении А-А видно, что с помощью пазов значительно уменьшилась площадь поперечного сечения штока, а следовательно, уменьшилась электродвижущая сила короткозамкнутого витка. При предлагаемой конструкции штока, возникающие в нем вихревые токи, ничтожно малы и их влиянием на обмотки можно пренебречь. Выходная характеристика датчика в этом случае будет симметричной. Колличество пазов и их геометрические размеры определяются из условия прочности и жесткости штока.

Общая схема заявляемого устройства показана на рис.2

Индукционный датчик линейных перемещений содержит катушку, внутри которой помещен подвижный сердечник 1, выполненный из ферромагнитного материала, который посредством стального немагнитного штока 2 соединен механически с контролируемым объектом, каркас 6 из немагнитного материала, на котором расположена обмотка возбуждения 5, на клеммы которой подается напряжение переменного тока, две встречно включенные измерительные обмотки 3 и 4, с выводов которых снимается напряжение полезного сигнала.

Описанное устройство испытано в лабораторных и промышленных условиях, и показало высокую симметричность выходной характеристики.

Индукционный датчик линейных перемещений, содержащий катушку на каркасе из немагнитного материала с подвижным сердечником, выполненным из ферромагнитного материала, который соединен механически с контролируемым объектом посредством стального немагнитного штока, обмотка возбуждения выполнена проводом при намотке виток к витку по всей длине рабочего хода датчика, две измерительные обмотки рядовые выполнены проводом при намотке виток к витку поверх обмотки возбуждения и включены встречно, отличающийся тем, что в стальном немагнитном штоке выполнены четыре продольных паза, симметричных относительно оси, обеспечивающих симметричность выходной характеристики при больших значениях рабочего хода индукционного датчика линейных перемещений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ядерной и тепловой энергетике. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных прецизионных преобразователях механических величин. .

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования. .

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в устройствах промышленной автоматики. .

Изобретение относится к измерительной технике машиностроения и предназначено к использованию в электронных приборах для измерения линейных размеров изделий. .

Изобретение относится к технике автоматического контроля и регулирования и может быть использовано в системах промышленной автоматики. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимных перемещений различных объектов, в том числе отдельных участков деформируемых тел.

Изобретение относится к области прецизионных измерений перемещений посредством измерения емкости и может быть использовано для определения линейных перемещений сканирующих устройств в сканирующих зондовых микроскопах (СЗМ).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов турбинных лопаток с большим углом изгиба профиля пера.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора относительно статора турбомашины.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора относительно статора турбомашины.

Изобретение относится к датчикам перемещения, в частности к перемещениям двух каких-либо объектов относительно друг друга. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток колеса ротора относительно статора турбомашины.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки деформации статора газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения зазора между стационарной и вращающейся компонентами машины (турбины, генератора и т.п.).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки деформации статорной оболочки (ДСО) винтовентиляторной силовой установки (ВВСУ) авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) в местах установки кластерных одновитковых вихретоковых датчиков (КОВТД) и смещений геометрического центра оболочки относительно центра вращения винта.

Изобретение относится к индуктивному сенсору сближения, выполненному с возможностью встраивания в монтажную плату (2), выполненную из мягкой стали. Сенсор включает корпус (16) с лицевой стенкой, выполненной из синтетического материала и образующей чувствительную поверхность (4), осциллятор (10), включающий воспринимающую обмотку (7) с сердечником (9), расположенный внутри корпуса за лицевой стенкой (16) таким образом, чтобы незамкнутая часть сердечника (9) была направлена к чувствительной поверхности (4), пустотелый цилиндрический металлический элемент (3), расположенный перпендикулярно чувствительной поверхности (4) и окружающий сердечник (9), а также измерительный контур (11), приспособленный для измерения затухания колебаний осциллятора (10), возникающего из-за наличия вихревых токов. Сердечник (9) радиально окружен слоем металла, имеющим низкое удельное электрическое сопротивление менее 15 мкОм·см и толщину менее 40 мкм. В альтернативном варианте выполнения этот тонкий металлический слой может быть исключен, если удельное электрическое сопротивление металлического элемента (3) находится в диапазоне от 15 мкОм·см до 50 мкОм·см. Технический результат: улучшение встраиваемости сенсора без ущерба для дальности действия. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован, в частности, в гидравлических системах летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях исполнительных гидроцилиндров

Наверх