Устройство для измерения перемещения ферромагнитной детали

 

О П И С А Н И Е (»вз.взвв

И 306РЕТЕ Н ИЙ (Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51) М. Кл т 01 B 7/00 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07,04,76 (21) 2345790/25-28 с присоединением заявки _#_ (23) Приоритет(43) Опубликовано 15.07,78.Áþëëåòåèü хе26 (45) Дата опубликования описания 26.()4,И

Государстаенный комитет

Соаата Миннстроа CCCP по делам изобретений н открытий (53) УЛК 531.717.,5 21(088,8) (72) Авторы изобретения

Г, Г, Скворцов и Н. Б. Шашина (fI) Заявитель, (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению неэлектрических величин электрическими методами.

Известны устройства, предназначенные для бесконтактного измерения перемещений детали, например рогора паровой турбины (1).

Для измерения перемещений ротора паровой турбины предпочтительны устройства, в которых датчики перемещения имеют простую конструкцию, малые габариты и надежны в эксплуатации.

Известно устройство для измерения перемещения ферромагнитной детали, состоящее из магнитопровода, выполненного в виде

Ш-образного сердечника с симметрично расположенным средним стержнем, якоря, в качестве которого может быть использована ферромагнитная деталь (например, при измерении перемещений ротора турбины якорем служит сам ротор), и обмотки, размещенной на среднем стержне магнитопровода (2) .

Принцип работы устройства заключается в том, что при удалении или приближении якоря к Ш-образному магнитопроводу. изменяется воздушный зазор между якорем и магнитопроводом и, следовательно, изменяется магнитное сопротивление цепи, изменяется индуктивность катушки, а значит и ток в нагрузке.

Недостатком такого устройства является нелинейность выходной характеристики, вследствие чего сужается диапазон измеряемых перемещений, снижается точность измерения.

Эти недостатки отсутствуют при вклю.чении двух датчиков на Ш- или П-образных магнитопроводах, расположенных симметрично относительно якоря, в измерительную схему, например дифференциальную.

Такое устройство имеет высокую точность и линейную выходную характеристику в широком диапазоне перемещений (3). Подобное устройство содержит магнитопровод, выполненный в виде двух Ш-образных сердечников, якорь, в качестве которого используется ферромагнитная деталь, и обмотки, размещенные на магнитопроводе, включенные в дифференциальную измерительную схе20 му.

Г1ри перемещении детали (якоря) выходной сигнал датчика, к которому деталь приближается, увеличивается, а выходной сигнал второго датчика уменьшается на такую же величину. Сигнал на выходе дифферен3

61 циальной измерительной схемы пропорционален величине перемещения детали. Это устройство является наиболее близким к предложенному изобретению.

Недостатком такого устройства является наличие второго датчика (напри»!ер, при изменениях перемещений ротора в паровой турбине). Кроме того, габариты такого устройства значительны, а надежность понижена из-за наличия двух датчиков вместо одного.

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства для измерения перемещений.

Цель достигается тем, что магнитопровод выполнен в виде одного Ш-образного сердечника, средний стержень которого асимметрично расположен относительно крайних.

На чертеже изображено предлагаемое уст ройство.

Предлагаемое устройство содержит магнитопровод, выполненный в виде одного

Ш-образного сердечника 1 с обмотками 2 и 3, расположенными в пазах сердечника, и якорь-деталь 4.

Средний стержень 5 сердечника расположен асимметрично относительно стержней

6 и 7. Обмотки 2 и 3 подключены к источнику питания переменного тока и дифференциальной измерительной схеме 8 с указывающим прибором 9.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении детали 4 изменяется ьоздушный зазор между деталью и торцовой поверхностью стержней 5 — 7 сердечника 1, соответственно изменяется магнитное со противление цепи и, следовательно, индуктивность катушек.

Вследствие разной длины магнитной цепи из-за асимметричного расположения сре l него стержня магнитопровода относительно

4 краиних стержней 6 и 7 индуктивности обмоток 2 н 3, а следовательно и ЭДС на них изменяются неодинаково. Так как обмотки включены в дифференциальную схему, то ток в нагрузке равен разности токов, 5 создаваемых обмотками 2 и 3, причем величины токов в нагрузке, создаваемых каждой из обмоток, таковы, что при вычитании их получается линейная зависимость выходг ного сигнала от зазора в широком диапазоне перемещений. Начальное рассогласование токов сродится к нулю перемещением движка переменного резистора при зазоре, равном максимальному измеряемому зазоpу.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещения ферромагнитной детали, состоящее из магнитопровода, выполненного в виде Ш-об-. разного сердечника, якоря, в качестве которого используется ферромагнитная деталь, и обмоток, размещенных на магнитопроводе и включенных в измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов, магнитопровод выполнен в виде одного Ш-образного сердечника, средний стер>кень которого асимметрично расположен относительно крайних.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Олейников E. Г. Электрические методы контроля паровых турбин. М., «Энергия», 1965, гл. 2.

2. Ступель Ф.. А. Электромеханические датчики и преобразователи неэлектрических величин. М., Энергия, 1965, с. 61.

35 3. Срибнер Л. А. Точность индуктивных преобразователей перемещения. М., «Машиностроение», 1975, с. 9. (.оставитель Г. Матюхина

Редактор В. Блохина Текред О. Луговая Корректор И. Гоксин

Заказ 388!/3! Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4