Преобразователь параметров движения

 

Союз Советския

Социалистических

Республик

«»742800 (61) Дополнительное к ав т. саид-е у (22) Заявлено 1L0777 (21) 2507818/18-10 (51) М. Кл, с присоединением заявки И9 2508384/18-10

G 01 P 15/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250680. Бюллетень Мо 2 3

Дата опубликования описания 2506.80 (53) УДК 531. 768 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.В. Мотовилов, В,Н. Петровский, A.Ì. Злочистый и А,Е..Мотовилова (71) Заявитель

Куйбышевский полит ехниче ский ин ститут им. В . В . Куйбышева

{54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ

Изобретение предназначено для измерения величин, характеризующих линейное движение, - скорости, ускорения, перемещения.

Известные измерительные преобразователи параметров движения инерциального типа, содержащие электроповодную инерционную массу на упругом подвесе (в том числе электромагнитном) и магнитные элементы, регистрирующие положение инерционной массы, не обеспечивают в ряде случаев требуемых показателей по чувствительности (1115

Из известных измерительных преобразователей наиболее близких по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является преобразователь (2) . 20

Этот преобразователь содержит корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждеиия, подключенной к источнику напряжения, выходной обмосткой и упругим элемен- 25 том.

Известный преобразователь имеет недостаточную чувствительность и не обеспечивает удовлетворительного из,мерения при малых перемещениях подвижной систеьы и в шиpoKQM диапа зоне амплитуд и длительностей.

Целью изобретения является повышение чувствительности расширения. диапазона измеряемых параметров °

Это достигается тем, что в известном преобразователе, содержащем корпус с размещенными s нем магнитной системой с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения выходной обмоткой и упругим элементом, магнитная система выполнена в виде двух отдельных замкнутых магнитопроводов, один из которых установлен с возможностью перемещения, размещена в жидком не ферромагнитном металле, запоминающем корпус, магнитопроводы могут быть выполнены спиралевидной формы.

На фиг. 1 представлен предлагаемый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — спиралевидные варианты магнитопровода) на фиг. 3 — вариант выполнения преобразователя, Преобразователь состоит из электропроводного цилиндрического корпуса 1, внутри которого размещен жидкий металл (например, галлий или его сплавы) и замкнутого магнитопровода

742800

2 с обмоткой возбуждения 3, подключенной к источнику переменного напряжения, замкнутого магнитопровода 4 с выходной обмоткой 5. Замкнутый магнитопровод 2 может перемещаться по отношению к магнитопроводу 4 с помощью штока 6, проходящего в отверстие в крышке корпуса. Для креп.ления штока 6 служит крестовина 7.

Шток 6 другим своим концом неподвижно закреплен на основании 8 сильфона

9. Сильфон 9 играет роль упрУгого элемента. При протекании тока по обмотке возбуждения 3 в движущемся магнитопроводе 2 возникает переменный магнитный поток, приводящий к возникновению токов проводимости в жидком металле, которые замыкаются по электропроводному корпусу 1 (см. фиг. 1) .

При перемещении в корпусе 1 замкнутого магнитопровода 2 последний пронизывается силовыми линиями плотности тока в жидком металле, которые создают намагничивающие силы для магнитопровода 4, переменный магнитный поток в котором приводит к возникновению ЭДС в выходной обмот ке

5, Магнитный поток в магнитопроводе 4 и напряжение на выходной обмотке изменяются в зависимости от расстояния между магнитопроводами 2 и

4, т.е. напряжение на выходной обмотке пропорционально смещению магнитопровода 2 относительно магнитопровода 4, а также числу магнитных витков магнитопроводов 2 и 4, Жидкий металл играет роль вторичного короткозамкнутого витка.

Крестовина 7 служит для создания требуемой степени демпорирования.

Если магнитопровод 2 играет роль инерционной массы, то выходной сигнал пропорционален скорости, Другой вариант предлагаемого преобразователя представлен на фиг. 3.

Этот преобразователь состоит иэ электропроводного цилиндрического корпуса 1, внутри которого размещен жидкий металл (например, галлий или его сплав) и магнитопровод 2, проходящий через отверстия в неэлектропроводной крышке 10. На магнитопроводе размещены обмотки возбуждения

3 и выходная обмотка 5, Со стороны, противоположной крышке, расположен сильфон 9, играющий роль упругого элемента.Обмотка возбуждения подключена к источнику синусоидального тока Д= c,оиэЬ, где (— действующее значение тока в обмотке возбуждения.

При движении магнитопровода относительно жидкого металла (корпуса) изменяется, амплитуда переменного магнитного потока в магнитопроводе 2, так как различным положениям магнитопровода 2 в жидком металле соответствуют разные значения намагничивающих сил вторичного контура, обусловленная током, замыкающимся по жидкому металлу и электропроводному корпусу. Ток изменяется вследствие изменения сопротивления вторичного контура, который составляют жидкий металл и электропроводный корпус, а сопротивление вторичного контура, меняется в функции перемещения магнитопровода относительно корпуса.

Изменение амплитуды переменного магнитного потока в функции положения магнитопровода относительно корпуса приводит к изменению действующего значения ЭДС в выходной обмотке. При движении магнитопровода происходит изменение объема среды внутри корпуса, что приводит к изменению давления внутри корпуса, к изменению растяжения (сжатия) сильфона и к появлению силы, действующей на магнито провод, зависящий от смещения магни— топровода (восстанавливающей силы) .

Данное устройство может служи т ь преобразователем вибрационного или ударного перемещения, вибрационной или ударной скорости, а также аксе— лерометром (вибрационным ударным, линейным) в зависимости от соотношения частотных спектров исследуеmax процессов и частоты собственных колебаний упругой системы преобразовате— ля. При частоте собственных колебаний упругой системы, намного мен ьшей нижней частоты спектора исследуемых процессов, данное устройства работает как преобразователь перемещения в электрический сигнал. При собственной частоте, большей чем верхняя частота спектора исследуемого процесса, устройство работает как преобразователь ускорения в электрический сигнал, При исследуемом процессе, имеющем частотный спектр, ограниченный как сверху, так и снизу, данное устройство может работать как преобразователь скорости в электриче с кий си гн ал при н адлежаще выбр анной полосе пропускания его, определяемой собственной частотой и степенью демпфирования колебаний упругой си ст е мы.

Формула изобретения

1. Преобразователь параметров движения, содержащий корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения, выходной обмоткой и упругим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности расширения диапазона измеряемых параметров, магнитная система, выполненная в виде двух замкнутых магнитопроводов, один из которых установлен с возможностью перемеще142800 ния, размещена в жидком не ферромагнитном металле, заполняющем корпус, 2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что магни1 топроводы выполнены спиралевидной: формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское, свидетельство СССР

У 241799, кл. G01 P 25/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 329773, кл. G01 P 15/00, 1969.

ЦНИИПИ Заказ 3454/39

Тираж 1019 Подписное филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная,4