Датчик линейных ускорений

 

с=."мт44о сс

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советеких

Соцналисткнеских

Республик («) 564604

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено26,02.76 (21) 2328027/10 с присоединением заявки №

G 01 P 15/08. Гасударственный нюмнтет

Сюавта Инннстраа СССР. юв делам нзвбретвннй и юткрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано05 07 77 Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания, 18.08.77 (53) УДК 531.Т68 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. А.,Ждановских, Е. В, Сыроежкин, Ф. Ш. Муфазапов и Г. А. Ждановских (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к области информ мационно- измеритепьной техники, а именно к устройствам преобразования пинейных механических ускорений в электрический сигнал. 5

Известен ряд датчиков линейных ускоI . ° А ренйй, содержащих магнитопровод, обмотку возбуждения или постоянный магнит„ измерительную обмотку с короткозамку,тым витком ипи трансформатор. Недостатком в их является непостоянство чувствитепьности по диапазону измерения (1).

Известен также датчик линейных ускорений, содержащий магнитопровод с обмоткой ,измерения и подвижный сердечник (21 . 15

Однако отмечается напичне погрешности в измерении. Это объясняется тем, что при перемещении сердечника меняется длина пути IIQ стали магнитопровода дпя ра- 20 бочего магнитного потока, замыкающегося через сердечник, что изменяет величину рабочего магнитного потока.

Величина рабочего магнитного потока через сердечник

F где Fp - З.Д.С, обмотки возбуждения, создающая рабочий магнитный поток, Я„- магнитное сопротивпение воздушII ных зазоров между сердечником и магнитопроводом, Я„ - магнитное сопротивпение сердечника, R> — магнитное сопротивление магнитопровода дпя рабочего, магнитного потока.

Из формулы (1 ) видно, что вепичина

Фр меняется не пропорпионапьпо изменению Рр, а зависит и от Я котом ) рая менястся при перемещении сердечника. Поэтому изменение потока от перемещения сердечника носит нелинейный характер, что приведет к тому, что величина

Э Д.С. в короткозамкнутом витке зависит не только от скорости перемещения сердечпика †- — ),но и от координаты

ЙФр положения сердечника, т. е.

ЭФ дф (2) дх л

564604

Спедоватепьно, в измерительной обмотке будет трансформироваться наряду с сигнапзм, пропорциональным ускорению, сигнал, пропорциональный изменению координаты попожения сердечника, что вносит погреш- 5 ность в из мер ен не. . цепь изобретения — повышение точности измерения. Это достигается тем, что магнитопровод выпопнен в виде трех попых коаксиапьно расположенных цилиндров, с 1О одного торца которого между наружным и внутренним цилиндром расположен постоянный магнит, а с другого торца между средним и внутренним цилиндром — второй постоянный магнит таким образом, что по- 15 токи обоих магнитов складываются в магнитопроводе. JIo всей длине среднего цилиндра поперек его продольной оси,намотана секция короткозамкнутой обмотки, замкнутая на другую ее секцию, уложенную вместе с измерительной обмоткой вдоль продопьной оси наружного и среднего ципиндров, охватывая их, а в полости между эгими цилиндрами размещен подвижный кольцевой сердечник.

На чертеже представлен описываемый датчик.

Датчик содержит магнитодровод, выполненный в виде трех. полых коаксиапьно расположенных цилиндров — наружного 1, среднего 2 и внутреннего 3. С одного торца магнитопровода между наружным 1 и внутренним 3 ципиндрами расположен постоянный магнит 4, а с другого торца между средним 2 и внутренним 3 цилиндрами -вто- 35 рой постоянный магнит 5 таким образом, что потоки постоянных магнитов 4 и 5 складываются в магнитной системе. Поперек среднего цилиндра по всей его длине намотана секция 6 короткозамкнутой обмотки, замкнутая на секцию 7 этой же обмотки, уложенной вместе с измеритепьной обмоткой

8 вдоль продольной оси цилиндров 2, охватывая их. В полости между цилиндрами

1 и 2 размещен подвижный ферроматнитный кольцевой сердечник.

Магнитный поток постоянных магнитов замыкается через ципиндр 1, сердечник 9, цилиндр 2, магнит 5, цилиндр 3 и магнит

4. При перемещении сердечника 9 замыкаю50 шийся . через него магнитный поток индуктирует в витках секции 6 ЭЛС и ток, пропорционапьные скорости движения сердечникл. Электрический ток секции 6 замыкается через секцщо 7 и создает магнитный поток, который злмыкается в ципиндо ре 1 и 2 поперек их продольной оси, При изменении скорости перемещения с рдечника 9 пропорционально меняется ток в короткозамкнутой обмотке, л спедоватепьно и магнитный ноток, наведенный секцией

7 B цилиндрах 1 и 2, который, в свою очередь, наводит в измерительной обмотке 8

ЭДС, пропо- нионапьную скорости его из- менения, т. е. пропорииопапьную изменению скорости перемещения сердечника 9.

При перемещении сердечника вдоль цилиндров длина пути для магнитного потока остается неизменной vo всем измеряемом диапазоне, что об .спечивает постоянство величины рабочего магнитного потока, за мыкаюшегося через сердечник, независимость тока в короткозамкнутой обмотке от координаты положения сердечника. Это повышает точность измерения.

Форму па изобретения

Датчик линейных ускорений, содержащий магнитопровод с обмоткой измерения и подвижный сердечник, о т и и ч а ю— шийся тем, что, с це пью повышения точности измерения, магнитопровод выпопнен в виде трех полых коаксиально расположенных цилиндров с постоянными магнитами в торцах, один из которых расположен между наружным и внутренним цилиндром, а второй — между средним и внутренним таким образом, что потоки обоих магнитов складываются в магнитопроводе, причем, по всей длине среднего цилиндра поперек его продольной оси намотана секция короткозамкнутой обмотки, замкнутая на другую ее секцию, упоженную вместе с измеритель ной-обмоткой вдоль продольной оси наружного и среднего цилиндров, обхватывая их, а в полости между этими цилиндрами размещен подвижный кольцевой сердечник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

No 420936, кп. (j 01,Р 15/08. 197.2 r.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 169903, кп. g 01 Р 15/08, 1963 г, 5 64004

Составитепь Н. Граникова

Редактор О. Филиппова Техред А. Богдан Корректор,А. Гриденко

Заказ 217 3/21 1 Тираж 1101 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IlIII1 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4