Датчик скорости линейного перемещения

 

О Il И С А Н И Е (и щ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ, Союз Советскими

СоциалистицЕора

Республик

1 и (51) М. Кл.

q 01 Р 3/48 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.02.77 (2f) 2450590/18-10 с присоединением заявки №

Геаударатаенанб кеиатат

СССР аа делам мзеаретева н еткритнл (23) Приоритет

Опубликовайо05.02ч79.Бюллетень Ие 5 (53) УДК 53l.767 . (088. 8) Дата опубликования описания 08.02.79 е (72) Авторы изобретения Л. А. Шаблий, В. В. Мохнач, В. И. Конюшенко и В, Г. Теличко

Научно-.исследовательский горнорудный институт (71).Заявитель (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ЛИНЕЙНОРЭ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения линейных скоростей машин и.механизмов, например поршня-ударника бурильной машины.

Известны датчики линейной скорости, содержащие цилиндрическую катушку и перемешеюшийси е ней сернечнии (11.

Наиболее близким по техгнической сущности является устройство, содержащее цилиндрические обмотки возбуждения и измерительную обмотку, размещенные на каркасе, внутри которого перемешаетсн ферромагнитный сериечнии (2J.

К недостаткам датчика следует от- нести невс зможность тарировки в процессе эксплуатации и невозможность контроля стабильности характеристики датчика и измерительного прибора..

; Белью изобретения является обеспе-. чение воэможности непосредственной тарировки датчика скорости в процессе эксплуатации.

Это достигается тем, что в датчик скорости, содержащий основные катуш2 ки воэбужденйя и измерительную и ферромагнитиый стержень, связанный с об ектом измерения, дополнительно введены обмотка, подключенная к источнику переменного тока, и подпружиненный постоянный магнит, одйн из полюсов которого размещен внутри основных обмоток.

На фиг. l представлен датчик .скорости линейного перемещения и схема его электрических цепей; на фиг. 2 -, график. датчик скорости имеет обмотки l и 2, которые размещены в цилиндрическом корпусе 3. Внутри обмоток l и 2 расположен с возможностью осевого пе- ремещения магнитопроводящий стерженъ4;

Обмотка 1 соединена с источником 5 постоянного тока" ключом 6. Обмотка 2 соединена с измерите ьным прибором 7.

Внутри обмоток 1 и 2 расположен магнит 8 также с возможностью осевого перемещения. Один полюс магнита 8 находится в йределах обмоток 1 и 2, а другой - снабжен пружиной 9 и расцоложон внутри дополнительной обмотки 10, 646256

Обмотка 10 помепижа в цилиндрический корпус 11 донышком 12, который составляет продолжение корпуса 3. Обмотка 1О соедийена с источником стабилизированного переменного тока 13 ключом 14. Другой конец стержня 4, расйоложенный снаружи датчика скорости, служит для соединения с измеряемым объектом 15. В случае измерения пере« менной скорости объекта 15 измериt0 тельный прибор 7 соединяют с обмоткой 1 посредством конденсатора 16, т.е. возможно использовать датчик скорости только с одной обмоткой.

15 Датчик скорости линейного перемешейия работает следующим образом.

Обмотка 1 создает магнитное поле, намагничнваюшее стержень 4. ПеремеmeHhe его вызывает в обмотке 2 появ2О ление BOC индукции, которая пропорциоюльна и эквивалентна скорости этого перемещения и измеряется прибором 7, Воздействие магнитного поля обмотки 1 на магнит 8 смешает его от первона. чального йоложения. Пружина 9 компенсирует это смешение. Магнитное поле обмотки 10, взаимодействуя с магни том 8, вызывает перемещение его полюса в пределах обмоток 1 и 2, что,так- . же создает в обмотке 2 ЭДС, эквивалентную скорость перемещения магнита 8.

Эту величину скорости нринимают за эталойную и измеряют прибором 7.

Численное значение эталонной ско- 35 рости определяют в процес г тарировки датчика. следующим образом.

Датчик скорости устанавливают на тарировочный стенд, позволяющий создать линейное перемещение стержня 4. Включают стенд и подают ток в обмотку 1 юпочом 6. Создают различйые известные скорости перемещения стержня 4, например с 7 с ... Чй, и прибором 7 измеряют соответствующие им значения

Е1 Eg< ... C.Е„.

Включают стенд, и подают ток в обмотку 10 ключом 14 от источника 13 и измеряют прибором 7 Е т . Размыкают ключ 1 4, Вычерчивают график о (см. фиг . 2); где по оси ординат наносят значения Д V<, Мп, а по оси абсцисс - Е; Е; ... Е1„Строят точки, соответствующие координатам V и Е ; Ч и E ... Ч„и Е„, и через них нроВодят пря1иую линий, являющуюся рабочей характеристикой датчика скорости линейного перемещения, Из точки с абсциссой, равной Езъ... восстанавливак т перпендикуляр до пересечения с рабочей характеристикдй и из точки их пересечеч-. ния проводят горизонталь до пересечения с осью ординат. Численное значение этой ординаты равно эталонной скорости

ЧЭ О,А . Постоянство эталонной скорости гарантируется стабильностью источника переменного тока 13. В случае смены измерительного прибора 7 производят

ылибровку нового измерительного прибора поЧЭ, А непосредственно у места измерения. При необходимости новую рабочую характеристику датчика определяют, проводя прямую линию через начало координат и точку с координатами Е <>

НУ .1 . Таким образом, эталонная скорость для данного датчика является величиной постоянной и не завйсит от параметров измерительной цепи и внешних условий.

Для измерения скорости перемещения объекта 15 с помощью йредлагаемого датчика скорости к нему присоединяют стержень 4 и измеряют прибором 7 czoрость в относительных единицах. Сравнивая значеиие измерений скорости с эталонной, получают численное значение измеренной скорости.

Стабильные осевые колебания магнита 8 могут быть созданы также любым другим способом, например с помощью кривошипно-шатунного мехаанизма с механическим, пневматическим, гидравлическим или электроприводом. Однако они усложияют конструкцию датчика, затрудняют пользование им, а порой требуют одновременного использования разного вида энергии (электрическая и механическая). Предложенный вариант привода с электровибратором является оптимальным.

Преимуществом данного датчика ско-. росги является возможность оперативно в процессе проведения измерений контролировать целость измерительной цепи и.-" проверять рабочую характеристику датчика. Получение электрического сигнала в измерительной цепи датчика скорости, эквивалентного эталонной скорости, и сравнение с ним электрического сигнала, эквивалентного измеряемой скорости, существенно упрошает и повышает точность измерения скорости.

Формула изобретения

Датчик скорссти линейного перемещения, содержаший основные обмотки воз646 256

13 g

Фиг. f

Составитель Е, Швецов .

Редактор О. Филиппова Гехред Л, Алферова Корректор С. Шекмар

Заказ 104/35 Тираж 108 9 Подписное

БНИИПИ Государственного комит. та СССР по делам изобретений и открьтгий

11303б, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проекчяая, 4 буждения и измерительную и ферромагнитный стержень, связанный с объектом измерения, отличаюшийся тем, что, с целью непосредственной .тарировки датчика, он снабжен дополниS тельной обмоткой, подключенной к источнику питания переменного тока, и подпружиненным постоянным магнитом, один иэ полюсов которого размещен внутри основнык обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при вкспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 519594, кл. Я 01 В 7/00, 25.06.74, .

2. Агейкин Д. И. и др. "Йаччики контроля и регулирования,М.,1965,с.96.