Измерительный преобразователь перемещения во временной интервал

 

(п) 476583

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соллалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.01.73 (21) 1876172/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 11.03.76 (51) М. Кл. G 08с 9/04

Государстееииые комитет

Совета. ееииистроа СССР ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 531.71:531.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Ф. Куликовский и В. Г. Жиров

Куйбышевский политехнический институт имени В. В. КуйбышеваФ (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЪНЬ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ

Изобретение относится к области информационной измерительной техники и может быть использовано в цифровых приборах дяя измерения неэлектрических величин электрическими методами. 5

Известны измерительные преобразователи перемещения во временной интервал, содержащие цилиндрический магнитопровод из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, измерительную обмотку, расположенную на магнитопроводе, и два постоянных магнита, расположенных внутри магнитопровода, один из которых соединен с перемещающимся объектом.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя.

Для этого предлагаемый измерительный преобразователь снабжен двумя концентричными ферромагнитными цилиндрическими экранами, расположенными в зазоре между магнитами и магнитопроводом, один из которых неподвижен и имеет две пары окон, расположенных над полюсами обоих магнитов, а второй кинематически связан с двигателем и имеет две пары окон, повернутых одна относительно другой на 90 .

На фиг, 1 схематично изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 — схема

его включения; на фиг. 3 — временные диаграммы изменения перемещения Х= f> (t) 30 (фиг. 3, а), индукции в магнитопроводе

B=f2(t) (фиг. 3, б), напряжения на выходе

U» x — f3(t) (фиг. 3, в); на фиг. 4 — график движения рабочей точки по кривой намагничивания материала магнитопровода.

Преобразователь содержит цилиндрический магнитопровод 1 с измерительной обмоткой, подвижный постоянный магнит 2, кинематически связанный с контролируемым объектом, и неподвижный постоянный магнит 3, расположенные соосно внутри магнитопровода, причем один магнит намагничен в противоположном направлении по отношению к другому. В воздушном зазоре между магнитопроводом и магнитами расположены два концентричных ферромагнитных цилиндрических экрана 4, 5, один из которых 4 неподвижен и имеет две пары окон 6-9 над полюсами обоих магнитов, а другой экран 5, имеющий две пары окон 10-13, одна из которых (10, 12) повернута относительно другой на 90, кинематически связан с двигателем 14, который приводит его в движение с постоянной угловой скоростью.

При вращении подвижного экрана 5 на магнитопровод поочередно замыкаются магнитные потоки подвижного и неподвижного магнитов.

При совмещении окон 11, 13 подвижного экрана 5 с соответствующими окнами 7, 9 не476583 подвижного экрана 4 возникают щели, через которые магнитный поток от подвижного магнита 2 замыкается на магнитопровод 1, который перемагничивается из исходного состояния, характеризуемого в момент времени

i to остаточной индукцией — В, (точка 0 на фиг. 4) по частному циклу кривой намагничивания 0 — 1 — 2 на величину Вь которая зависит от координаты Х положения магнита, являющейся входной величиной. При повороте подвижного экрана с увеличением площади щелей у полюсов магнита 2 от нуля при

/ — tö до максимума в момент времени (при полном совмещении окон 11, 13 и 7, 8) индукция в магнитопроводе изменяется от — В, до В1 — В, (фиг. 3, б). При дальнейшем движении экрана 5 площади щелей уменьшаются от максимума при 1=11 до нуля в момент времени t=t> (при закрытии щелей) индукция в магнитопроводе остается равной  — В,.

С увеличением входной величины Х, т. е. с увеличением площади части полюсов магнита, перекрываемой окнами 7, 8, увеличивается скорость нарастания индукции в магнитопроводе (т. е. угол а на фиг. З,б) в интервале времени 10(/(/1 при вращении экрана 5 с постоянной угловой скоростью. Очевидно, что угол а (фиг. З,б) и величина индукции В1 при вращающемся экране будет функцией среднего значения Х за промежуток времени — При изменении индукции в интервале времени /О(/(/1 ток в измерительной обмотке 15, расположенной на магнитопроводе 1, не протекает из-за наличия в схеме диода 16 (фиг. 2) .

При дальнейшем движении экрана 5 в момент времени t=t3 начинается совмещение окон 10, 12 подвижного экрана с соответствующими окнами 6, 8 неподвижного экрана и через возникшие при этом щели магнитный поток от неподвижного магнита 3 замыкается на магнитопровод и начинает перемагничивать его из состояния, характеризуемого точкой 2 (фиг. 4), по частному циклу кривой намагничивания 2 — 3 4 -0 (фиг. 4). С увеличением площади щелей у полюсов неподвижного магнита от нуля при 1=1з до максимума при полном совмещении окон 10, 12 с

6, 8 индукция в магнитопроводе изменяется

5 от В1 — В до — В при t=t4 с постоянной скоростью, характеризуемой величиной угла (на фиг. 3, б). Время изменения индукции, т. е. момент t4 определяется величиной В, т. е. величиной угла а. К моменту времени

10 1=(щели у полюсов неподвижного магнита закрываются и цикл заканчивается.

При изменении индукции от B> — В, до — В„ в интервале времени /з(1(14 в измерительной обмотке 15 (фиг. 1, 2) наводится импульс

15 напряжения, длительность которого т= t4 — tq возрастает с увеличением индукции Вь Очевидно, что длительность выходного импульса т пропорциональна среднему значению входной величины — перемещения Х подвижного

20 постоянного магнита за промежуток времени — (фиг. 3, в) . При увеличении скорости вращения подвижного экрана возрастает быстродействие прибора.

Предмет изобретения

Измерительный преобразователь перемещения во временной интервал, содержащий цилиндрический магнитопровод из материала с

ЗО прямоугольной петлей гистерезиса, измерительную обмотку, расположенную на магнитопроводе, постоянный магнит, кинематически связываемый с контролируемым объектом, и неподвижный постоянный магнит, расположенЗ5 ные соосно внутри магнитопровода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен двумя концентричными ферромагнитными цилиндрическими экранами, расположенными в зазоре между маг40 нитами и магнитопроводом, один из которых неподвижен и имеет две пары окон, расположенных над полюсами обоих магнитов, а второй кинематически связан с двигателем и имеет две пары окон, повернутых одна отно45 сительно другой на 90 .

4683 а ь/а/их

42//г л

=Ф

С оста в и тель А. Васил ьев

Тскред М. Сеченов

Редактор В. Другова

Корректор А. Степанова

Заказ 122 9 Изд .i,о 93 1 Тираж 679 Подписное

Ц1-1ИИПИ Государствепиого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская иаб., д. 4/5

Т|шография, пр. Сапунова, 2