Преобразователь линейных перемещений
О Л И С А Й И Е 1744232
ИЗОБР ЕТЕ Н Й Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.05.75 (21) 2134522,. 18-10 151) Л1 !x, -> Ci 01 ð 5 20 т1 01 Б 7 02 с присоединением заявк:;—
Гостдарстееикый комитат (23) Прио 1нтст— по леле1и изобретеиий и открыти11 (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллстс11ь X 2-1 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (531 УД К 62 1.1.088. .328.531.71 (088.8) (72) Авторы изооретения
М. А. Ждановских, Ф. Ш. Муфазалов, И. Л. Аитов, Е. В. Сыроежкин и С. Ф. Рахматуллин (71) За я в и тел ь
Уфимский авиационный институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а именно к устройствам для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал. Известен ряд устройств для преобразования линсиных перемещений в электрический сигнал, использующих датчик перемещения, выполненный в виде обмотки индуктивности, распределенной вдоль одного или двух параллельных стержней П-образного магнитопровода с подвижным безобмоточным якорем (1).
Недостаток данного устройства — невь сокая чувствительность и невозможность сс рсгулирования.
Наиболее близким к данному техническому рсшеншо является преобразователь линейных перемещений, содержащий датчик линейных перемещений с обмоткой индуктнвности, подключенный к источнику питания, выполненному по мостовой схеме (2).
Недостаток такого устройства — также невысокая чувствительность и невозможность e= рсг)лирования.
Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя и обеспечение возможности ее регулирования в широких пре.1слах.
Указанная цель достигается тем, что исто 1ник питания выполнен в виде инвертора с конденсатором и катушкой индуктивности в 1иагонали моста, причем обмотка индуктпвности датчHка линейHûõ перемещений включена послсдоватсльно с конденсатором
11 катушкой индуктивности инвертора и настросна с н11м 1 в резонанс.
На фиг. 1 представлена электрическая схема прсооразователя линейных перемещений; на фпг, 2 — график зависимости на10 пряжения Ьс на конденсаторе от длины К участка измерительной обмотки индуктив11остп д,". Чllка, охватblвае\lой замl.HуTым ферромагнитным контуром, образованным . ":ã;H..топро.-.о Ioм и якорем.
15 Г1ресбразователь содержит источник питания, выполненный в виде мостовой схемы автономного последовательного тпристорного ннвертора, вкл1очающего дроссель 1, тир: сторы 2, 8, -11, 5 в плечах моста, зашунти20 1io!IHHHI соответственно диодамп б, 7, 8, 9, .".клю.:спныс г, диагональ моста конденсатор 10 и катзшку 11 индтктпвности и соединснную последовательно с ними измсрпТо,1ь 1110 обх1оTH) l!!!.!1 I T* ili1ocT!I 1 кa линейных перс".,1е1цсний. Во вторую,, 1агона Ib моста включен конденсатор 18. Датчик перемещений выполнен на П-образном магнптопроводс 14, между стержнями которого расположен якорь 15. Параллельно
ЗО конденсатору 10 включен вольтметр 1б.
744232
У iiп.ылая, что
Uc —— QU (5) 1
«С1 (7) .12
1 = К1Г2,Х2 (2) 10 (8) 50
Устройство работает следующим образом.
При питании инвертора от источника постоянного тока и подаче управляющ1гх импульсов на TJIpHcTopil 2 — 5 начинается колсзатсльиый процесс в контуре, образованI:o>I конденсатором 10, катушкой ш1дуктилности 11 и обмоткой инду.ктивности 12. При определенном положении ссрдсчиика колебатсльный процесс в контуре достигает резонанса, а иапря>кение на конденсаторе
10 — максимума. При изменении поло>кения сердечника tcHHcòñÿ индуктивность измсритсльиой обмотки 12, следовательно, происходит и расстройка контура, напряжсHl11 J1B КОИдСНСатОрС рСЗКО CHJJ>Iv>JPTC5I. KOJ!т ур, образованный конденсаторами 10, 1>, катушкой JJJJ,>óêòIIâíîcòè 11 и обмоткой 12, является сложным резонансным контуром
1П вида. При выборс параметров JOJJTóðà и частOThl управляющих импульсов в Toil диапазоне, при котором достигается Iloc;Ic,1оватсльный резонанс, напряжение на конденсаторе 10 определяется из условия:
U (-с
«CP r- —,- («(11 —, 1. ) — 1 «>J - где Ь вЂ” напряжение на входе 5ипвертора;
«J -- угловая частота переменного тока;
С вЂ” емкость конденсатора 10;
1, — индуктивность катушки 11;
1 --- индуктивность обмотки 12; г активное сопротивление контура.
В слою очередь индуктивность обмотки где К вЂ” — постоянный козффицпснт;
1Г1 — — число витков обмотки 12 на едиП:1ЦУ ДЛИНЫ;
Л вЂ” длина участка измерительной обмотки, охвать1ваемой замкнутым ферромагнитным контуром, образованным магнитопроводом и
Я к 0 11 ем.
Коэффициент пропорциональности К зависит от параметров магнитной цепи, Подставляя (2) в (1), будем иметь:
«С) -+ i«(1.1+ К r/i- ) — 1,«СР (3)
Соотношение (3) характсризуст зависиМость JI Перестраивая L С контур путем изменения емкости 10 и частоты управляющих нмпу;IhcoB, можно менять чувств;1тельность преобразователя для одного и того же положсиия якоря 15 (кривые 1 и 2). Действительно, чувствительность преобразова С 151 15 . дс Q — добро п1ость;OJITcp;J. 11ÌÑÑ.;1 1 110 «Сг d.c Кроме того, возможно локальное увели 1сиис чувствительности на любо vl из желаемых участков в пределах диапазона Jlc25 ремсщения якоря 15 за с1ет подстройки емкости конденсатора 10 и изменения частоты управлякнцих импульсов при сохранении постоянной добротности в резонансных точках (кривые 2, 3). Резонансная угловая частота контура опредсл1ггся как <в =-11 / LС, г,lс 1. — — 1.i —, I . Для сохранения за..1анной добротности при изменении положения якоря 15, следовательно, и индуктивности обмотки 12 необходимо изменять емкость конденсатора 10 в соответствии с формулой Данный преобразователь в сравнении с известными имеет более высокую чувстви15 тельность Ilo всему диапазону перемещений, а также позволяет производить локальное сс регулирование HB желаемом участке lliBi . JJ B01J B Формула изобретения Преобразователь линейных перемещений, coдсржащий датчик линейных псремещений 5? с обмоткой индуктивности, подключенный к источнику питания, выполненному по моcToIJoH схеме, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразовате I5I и обеспечения возможности се регулирования в широких г1 >сдслах, ucT0чник питания выпо IHcH в виде инвертора с кондеHcBTopoм и катушкой ипдуктивносп1 в диагонали моста, причем обмотка индуктивности датчика линейных псрсмсщеНИЙ BI 1»и.г.1 Составитель Тсхред А. И. Горелова Камышии кона Редактор Е. Абрамова Корр ктор С. Файн Тип. Харьк. фил. пред. «Патеит> тором и катушкой индуктивности инвертора и настроена с ними в резонанс. Источники информации, принятые во вниман ие при экспертизе: Зак"".ç 680/7! 8 Изд. № 327 НПО «Поиск» Государственного комитета 113035, Москва, Ж-35, 1. Авторское свидетельство СССР № 143325, кл. G 01 В 7/02, 196!5. 2. Туричии А М. Электрические измерения неэлектрических величин. М.-Л., 19бб, с. 479 †4 (прототип). Тираж 810 Подписное СССР по делам изобоетений и открытий Раушская иаб., д, 4/5
