Индуктивный датчик линейных перемещений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сок>з Советских
Сопизлистнческнх
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 15.Х|.1971 (№ 1713815/25-28) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 14.VI.1973. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 27.IX.1973
М. Кл. G 08с 9!04
G 01b 7> 14
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 531.717.1(088.8) Авторы изобретения И, Д. Савелов, Д. И. Коваленчик, А. И, Леонтьев и В. П. Камаев
3 аявитель
ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в системах автоматики для контроля линейных перемещений рабочих органов механизмов.
Известный индуктивный датчик линейных перемещений основан на принципе изменения фазы выходного напряжения при перемещении ферромагнитного сердечника и содержит две катушки индуктивности, располозкенные соосно, и ферромагнитный плунжер, установленный с возможностью перемещения, вдоль оси катушек.
Однако известные датчики имеют сравнительно низкую чувствительность, так как комплексное сопротивление катушки индуктивности изменяется в очень небольших пределах от введения ферромагнитного сердечника, особенно в случае работы на промышленных частотах 50,400 eq., и большие габариты за счет размещения катушек индуктивности на больших расстояниях друг от друга для обеспечения индуктивной развязки между ними.
Предлагаемый датчик для повышения чувствительности снабжен дополнительной катушкой индуктивности, установленной копцентрично с первой катушкой внутри нее, и ферромагнитной шайбой, отделяющей первую катушку от второй, а дополнительная катушка включена между первой и второй катушками — последовательно согласно с первой катушкой и последовательно встречно со второй катушкой.
На фиг. 1 показано взаимное расположение элементов датчика, на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема датчика, на фиг. 3 — векторная диаграмма работы датчика.
l0 Предлагаемый датчик содержит ферромагнитный сердечник 1, ферромагнитную шайбу
2, катушки индуктивности 3, 4, 5 и активное сопротивление б.
Число .витков в дополнительной катушке 5, ls чтобы обеспечить нулевой сдвиг по фазе при выведенном сердечнике, должно быть равно и;=К п4 где п4 — число витков катушки 4;
К вЂ” коэффициент связи между катушка20 ми 3 и 4 при выведенном сердечнике.
Работает датчик следующим образом.
Напряжение питания подключается к контактам А и В.
В исходном положении, когда сердечник отсутствует в зоне катушек датчика, ферромагнитная шайба в значительной мере ослабляет индуктивную связь между катушками 3 и 4.
Поэтому вектор напряжения СД, наводимого
30 в катушке 4, сравнительно мал и сдвинут относительно,вектора питаемого напряжения у
АВ на угол n=arctg х, где r> — активное сопротивление х, — реактивное сопротивление катушки 3.
Вектор напряжения ВС, наводимого в катушке 5, равен по величине вектору СД и находится с ним в противофазе, так как число витков в катушке 5 равно пз — — К п4, а катушки 5 и 4 включены встречно, Таким образом, в исходном положении вектор напряжения АД, как видно из векторной диаграммы, совпадает по фазе с вектором
АВ.
При перемещении сердечника в зону катушек, связь между катушками 8 и 4 возрастает, пропорционально возрастает и напряжение ДС, по связь между катушками 8 и 5 практически остается постоянной, постоянным остается и напряжение ВС, поэтому вектор напряжения АД, перемещается в положение
АД, сдвигаясь относительно вектора напряжения АВ на угол Р, который изменяется пропорционально перемещению сердечника и, как видно из диаграммы, может быть значительно больше 90 .
При изменении температуры датчика угол
r)+R
0:=BIctg как видно из формулы, будет
5 х, изменяться тем меньше, чем больше активное сопротивление 6 Я), но так как сопротивление R берется значительно больше активного сопротивления катушки r,, то показания дат10 чика от температуры почти не зависят.
Предмет изобретения
Индуктивный датчик линейных перемещений, содержащий две катушки индуктивностн, I5 расположенные соосно, и ферромагнитный плуцжер, установленный с возможностью перемещения вдоль оси катушек, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен дополнительной катушкой ин20 дуктивности, установленной концептрично с первой катушкой, внутри нее, и ферромагIIHTной шайбой, отделяющей первую катушку от второй, а дополнительная катушка включена между первой и второй катушками — последовательно согласно с первой катушкой и последовательно встречно со второй катушкой.
Составитель М. Кесоян
Редактор Л Василькова Техред Е. Борисова Корректор О. Усова
Заказ 2553/11 Изд. № 1650 Тираж G02 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
