Дифференциально-транспортный датчик

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТГ)г1ЬСТВУ

Со)оз Советских

Социалистических

Республик

| 7693 3l

+Oh (61) Дополнительное к;)вт. саид-ву— (22) Заявлено 22Х1.78 (21) " 7! 7 8- 4 с присоединением заяьии— (23) Приоритет— (43) Опубликова:-::" 07.1;:.80. Б О я лете -;ь 1 37

7 с-:- )

1.-1) Ц К7з 01 Р5 )q

G 08 С 9!04

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.71:531..14(088.8) (45) Дата опубликован;)я onèñ:|ння 14,10.80 (») Авторы изобретения

C. Г. Сажин и А. 14. Юр)евка

Горьковский политехниче-.êHÉ инсти7ут им. A. А. Жданова (71) Заявитель

1 (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ

ДАТЧИК

Изобретение относится,к системам автомати|сского контроля перемещений Da6oчих органов машин и механ измов.

Известны дифференциально-трансформаторные датчики перемещений, содержащие магчптопровод с обмотками,,соединенными попарно последовательно согласчо и последовательно встречно, и подвижный якорь 1).

Недостаток этих датчиков перемещений состоит в сравнительно низкой чувствительности и точности, преобразования.

Наиболее близким по технической сущности,к,изобретению является дифференциальный трансформаторный датчик, содержащий обмотку возбуждения, сигнальные обмотки, включенные последовательно и встречно, фЕрромагн итный якорь, перемещающийся о7)носительно обмоток, в котором две дополнительные обмотки, подключены к схеме кочтроля, причем между одной,из дополнительных обмоток и ферромагн:".тным якорем установлен немагнитный эк.ран 12). *

Недостаток этого датчика состоит в не- 25 достаточной чувствительнос7)и и. в огран|иченном диапазоне применения. Недостато|чная чувствительность известных устройств объясняется тем, что они работают .на низких частотах. Чувствительность ферромаг,нз)7ных да-. -; кот, кзк и коэффициент уси.ления м:.:Тн .|т- -" 1 си.7ителей. увеличиваются с увел)1че)-:ие-» |астоты источника пита,ния |перемен=.ото тока. При этом увелнч|1Вается -:: л)1.-)и на вихревых токов и потерь на l.нстерези с,:)то также ведет к уменъшеHи|о "|увствит=.льности. Уменьшается пр)1

-s7oì и Велнчн;.|а выходного сигнала как по напр я|же н и. -|)., 7 як и по мощности, так как

BlH. ñðåâ)) å ток)1 оказывают экран11ру)ошее воздейс7вие нз:::,зменение выходного сигнала. Кроме того, уменьшается быстродействие,дат-псков леремещений, так как вихревые токи затягивают все переходные п|)Оцессы. и Виси мюсть Ве..яич и ны ВнхреВых токов от .изей=-нения окружающей температуры уменьш-ет -.î÷чость работы датчиков.

Цель н ohpe7eния состоит в .повышен 1Н чуьс7вител)=Hости дифференциально-трàHc форматорного датчика.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенном дифференциально 7рансформаторном датчике магнптопро

Вод Выполнен В. В)|де двух О-образных сердечников, соединенных между собой Т-обpазным сi 1)äÃHHHêoì, В котОpûÉ Вмонтирован источник постоянного ма гнитного поля.

На фиг. 1 показан датчик с 0-образными сердеч)нихами, охватывающикси цилп 1дрнческий |емагнитный корпус, внутри ко769331 торого перемещается якорь;,на фиг. 2— приведена схема соединения обмоток,датчика; на фиг. 3 — датчик, где О-образные сердечники при кладываются к корпусу, внутри .которого перемещается якорь; на фиг. 4 — датчик с замкнутыми магнитопроводами о вальной формы, охватывающими цилиндрический корпус, и с други м расположением,источника постоянного магнитного поля (на ф иг. 1, 3 и 4 не показаны обмотки, но их число и схема соединения аналогичны обмоткам на фиг. 2), Дифференциально - трансформаторный датчик содержит замкнутые О-образные се рдеч ники 1 и 2, соединенные между собой

Т-образным сердечнико м 8, якорь 4, связанный с,контролируемым рабочим органом

5 и который отделен от,магнитной системы датчика цилиндрическим диамагнитным экраном (немагвитной оболоч1кой) 6. Для уменьшения магнитного coIllpOTHBëåíèÿ (фиг. 1) замкнутые О-образные сердечники

1 и 2 снабжены полюсами 7, расположенными в плоскоcTiH, перпендикулярной се рдечнику 8. В другом варианте датчика (фиг. 4) полюса 7 отсутствуют, так как по меньшему диаметру сердечники касаются экрана-оболочки б. В Т-образный сердечник

8 встроен источник 8 постоянного магиитного поля, выполненный в виде постоянных магнитов, Источник,8 может быть выполнен также в виде обмотки, намотанной на

Т-образный сердечник и,подключенной к источнику постоянного тока. Обмотки 9 и

10 (фиг. 2) соединены между собой последовательно и согласно и подключены,к ис.точнику паременного напряжения, а обмотки 11 и 12 соединены между собой последовательно,и встречно. В качестве сердечников 1 .и 2 целесообразно использовать сердечники из материалов с высокой .магнитной проницаемостью и прямоугольной кривой намагничива ния.

Работает датчик следующим образом.

При симметр ич ном положении якоря 4 относительно сердечников 1 и 2 магнятный поток:источника .8 постоянного магнитного поля проходит по Т-образному сердечнику

8, якорю 4 и сердечникам 1 и 2, в равной степени подмагничивая их..При этосом на вторичных обмотках,11 и 12 наводятся разные ЭДС,:и,при,их,встречном включении выходной сигнал равен нулю.

При смещении якоря 4 относительно среднего положения п одмагничиванне сердечников 1:и 2 становится .неодинаковым (подмапничивание одного увеличивается, а другого уменьшается). ЭДС, наводимые в зо. обусловлен его техническими преимущеЗ5 ств а ми.

|о

50 обмотках 11 и 12, также будут разными и поэтому на выходе датчика появляется разностный сигнал. Так как сердечники 1 |и 2 выполнены из материала с высокой магнитной пр оиицаемостью и непрямоугольной кривой,нама|гничивания, то .изменен ие выходного сигнала велико при незначительных изменениях степени подмагH!è÷èâàíièÿ Нх.

Увеличению чувствительности способствует и отсутствие потерь Hà вихревые токи и гистерезис, так .как,магнитный поток, создаваемый леременным током, проходящим по обмоткам 9 и .10, замыкается, полностью и только по сердечникам 1 и 2. Для увеличения чувствительности 1 переменный ток выбирается значительно более высокой частоты, чем в известных датчиках.

При этом исключено влияние магнитного поля обмоток 9 и 1О,на работу рядом расположенных устройств, так как их магIHитный лоток замыкается по сердечника.м

1 и 2, т. е. рассеяние отсутствует. Возможность работы через толстостенную токопроводящую немагнитную оболочку значитель,но расширяет область применения датчика.

Так как через оболочку проходит только постоянный магнитный поток, то исключено ее экранирующее влияние, поэтому якорь может находиться внутри герметйчного объема или объема с агрессивной средой, а сам датчик — вне этого объема

Экономический эффект от использования предложенного технического решеняя

Формула изобретения

Дифференциально - трансформаторный датчик, содержащий магнитопровод с обмотками, включенными,попарно последовательно согласно и последовательно встречно, источник магнитного поля и якорь, расположенный в цилиндрическом диамагнитном экране, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения чувств ительности датчика, B нем магнитопровод выполнен ввиде дву,х О-образных сердечников, соеди ненных между собой Т-образным сердечником, в:который в монтирован .источник постоянного магнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: !

l. Приборы и средства автоматизации, 1963, № 11, с. 801 — 806.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 313086, кл. 6 01 D 5/22, 1970 (прототип).

769331 ф. азиз. Z

Составитель И. Назаркина

Техред И. Пенчко

Редактор Л. Утехина

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1232/1257 Изд. № 473 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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