Датчик линейных перемещений

 

; :еонм фищц отвка МЬД

О П И С А Н И Е I»I 469879

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07,02.72 (21) 1745180/25-28 (51) М. Кл. G OIb 7/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.05.75. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 21.11.75 (53) УДК 531.71(088.8) (72) Автор изобретения

Б. В. Морев

Куйбыше=.ский филиал Всесоюзного института по проектированию организаций энергетического строительства (7I) Заявитель (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автокорректирующихся устройствах для измерения перемещений.

Известны датчики линейных перемещений, содержащие корп с, соленоидную обмотку, полый цилиндрический:каркас из немагнитного материала, на концах которого закреплена обмотка, ферритовый сердечник с измерительным штоком, установленный в полости каркаса с возмо>кностью осевото перемещения, два короткоходовых электромагнита, подви>кные части которых закреплены на торцах корпуса, а неподвижные имеют торцевые опоры и установлены внутри корпуса с воз ожностью регулирования пх поло>кения вдоль оси корпуса.

Цель изобретения — повышение точности измерения перемещений.

Для этого предлагаемый датчик снабжен двумя длинноходовыми электромагнитами, неподвижные части которых жестко соединены между собой, а сами длинноходовые электромагниты расположены коаксиально между закрепленными на торцах полого корпуса короткоходовыми электромагнитами.

Предлагаемый датчик представлен на чертеже.

Датчик содержит обмотку с секциями 1 — 2 и выводамн, намотанную на каркасе 3, к концам которого крепятся якори 4, 5 длинноходовых электромагнитов 6, 7, соединенных гильзой 8, а также ферритовый сердечник 9, укрепленный на плунжере 10, регулировочную

5 шайбу 11 с микрорезьбой, короткоходовые электромагниты 12, 13, торцовые крышки 14, !

5 и корпус 16.

Неподвижные части длинпоходовых элек1п тромагнптов 6, 7 являются одновременно якоpH xt11 ко;>откоходовых 3 1ol . ро 3 t HHTQB 12, 13, сила электромагнитного притяжения которых значительно меньше электромагнитной силы притяжения, создаваемой электромагнитами

15 6 7

Включение любо.-о пз короткоходовых электромагнитов 12, 13 обеспечивает перемещение обмотки датчика вместе с неподвижными;,àстями длинноходовых электромагнитов 6, 7

20 на величину эталонного приращения Л.

Включение любого из длпнноходовых электромагнитов перемещает обмотку датчика на величину ее длины, что равносильно дифференциальному включению полностью идентич25 ных обмоток.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения датчик симметрируется в начальном положении Хо, относительно которого определяется измеряемая веç> личина Х„„,.

469879

7 3 76 2 8

77 7

79 Ф б 7Р

70 изм

Процесс измерения состоит из четырех тактов.

В первом такте блок управления включает электромагниты 6, 13, благодаря чему неподвижные части электромагнитов 6, 7 вместе с гильзой 8 занимают крайнее правое положение, а якорь 4 втягивается в электромагнит 6 и перемещает обмотку и якорь 5. Число импульсов, соответствующее преобразованной частоте генератора и данному положению обмотки, связано с измеряемой величиной перемещения Х„,„соотношением: 1 — а (Хо — A„зм) + b (A; — A„зн) + c где а, b, с —.параметры функции преобразования.

Во втором такте блок управления выключает электромагнит 13 и включает электромагнит 12, благодаря чему неподвижные части электромагнитов 6, 7 вместе с гильзой 8, якори 4, 5 с обмоткой 1 — 2 занимают крайнее левое положение, что соответствует смещению обмотки 1 — 2 от положения, занимаемого ею в первом такте, на величину эталонной добавки Л.

Число импульсов, соответствующее такому положению обмотки 1 — 2, равно:

Л, == (Х, — Х„,„, — Л) а + b (Х, — Х„,„— ) + с.

В третьем такте блоком управления выключается электромагнит 6 и включается электромагнит 7. Неподвижные части электромагнитов 6, 7 с гильзой 8 остаются на месте, а якори 4, 5 с обмоткой 1 — 2 перемещаются вправо до упора. Таким образом, оомотка 1 — 2 оказывается смегценной относительно положения, которое она занимала во втором такте, на величину ее длины, что аналогично дифференциальному включению обмоток, но отличается от последнего тем, что в предлагаемой конструкции датчика исключается необходимость применения коммутирующих цепей, вносящих в известные устройства дополнительные по грешности, а также исключается погрешность, связанная с неидентичностью обмоток, свойственная любым дифференциальным схемам включения датчиков.

Соответствующее такому положению обмотки 1 — 2 число импульсов на выходе преооразователя частоты равно:

N, = а (Х, + Х„,„+ Л) + b (Х, + Х„,„+ Л) + с.

В четвертом такте измерения блок управления включает электромагнит 12 и включает электромагнит 13, что соответствует перемещению обмотки 1 — 2 относительно положеl0 ния, занимаемого ею в третьем такте, на величину эталонной добавки Л. Число импульсов в этом случае определяется выражением:

Nа: a(Хе+A„эи) +b(A;+A„зи)+c.!

5 Решение полученной системы уравнений относительно измеряемой величины Х„,„„дает: ! 4 изм—

h. (N, Л 3) (N1 -"4) 20 Таким образом, результат измерений не зависит от измерения параметров а, b, с и погрешность измерений определяется только точностью и стабильностью задания эталонного приращения Л.

Предмет изобретения

Датчик линейных перемещений, содержащий корпус, соленоидную обмотку, полыи ци30 линдрический каркас из немагнитного материала, на концах которого закреплена обмотка, ферритовый сердечник с измерительным штоком, установленный в полости каркаса с возможностью осевого перемещения, два ко35 роткоходовых электромагнита, подвижные части которых закреплены на торцах корпуса, а неподвижные имеют торцевые опоры и установлены внутри корпуса с возможностью реулирования их положения вдоль оси корпу40 са, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения перемещении, он снабжен двумя длинноходовыми электромагнитами, неподвижные части которых жестко соединены между собой, а сами длинно45 ходовые электромагниты расположены коаксиально между закрепленными на торцах полого корпуса короткоходовыми электромагнитами,