Преобразователь перемещения
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 150578 (21)2616239/25-28 с присоединением заявки ¹â€” {5 1 ) М. Кл. G 01 В 7/00 G 01 В 7/14 (23) Приоритет— Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытии Опубликовано 2311,80. бюллетень ¹ 43 Дата опубликования описания 251180 {53) УДК 621. 317..39:531.14 (088.8) (72) Автор изобретения С. И. Бойко (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для преобразования неэлектрических величин, например перемещений, в электрический 5 сигнал. Известен измеритель линейных перемещений, содержащий катушку возбуждения, коаксиально расположенные с кольцевым зазором между собой элементы 1О магнитопровода и измерительную катушку, размещенную в зазоре, степень воздействия магнитного потока на которую определяется приращением пройденного катушкой пути 11) . t5 Укаэанный измеритель обладает сравнительно низкой точностью и нелинейностью выходной характеристики из-за неравномерности распределения магнитного потока вдоль полюсов кольцевого 2О зазора, он также не позволяет измерять малые перемещения. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является преобразователь перемещений, со- 25 держащий магнитопроводящий винт с однозаходной винтовой резьбой заданного шага, связываемый с контролируемым объектом, цилиндрический каркас с двухэаходной резьбой на внешней, 3р 2 поверхности и две измерительные обмотки, размещенные в пазах двухзаходной резьбы t2J. Наг двухзаходной резьбы равен половине заданного шага резьбы магнитопроводящего винта. Недостатком этого устройства является то, что преобразователь имеет сравнительно невысокую точность и линейность выходной характеристики, обусловленные как неравномерным силовым взаимодействием каркаса с измерительной обмоткой и магнитопроводящего винта (это приводит к йэменению чувствительности в рабочем диапазоне перемещений), так и наличием в выходном сигнале высших гармоник из-эа нелинейности характеристики намагничивания магййтопровода . Цель изобретения — повышение точности измерения малых перемещений и линейности выходной характеристики. указанная цель достигается тем, что преобразователь снабжен обмоткой возбуждения H цилиндрическим полым магнитопроводом, на внутренней поверхности которого нанесена однозаходная резьба с шагом, равным шагу резьбы магнитопроводящего винта и охватывающим с зазором магнитопроводящий винт так, что выступы одноэаходных резьб 781540. противолежат друг другу, шаг двухэаходной резьбы каркаса и шаг t резьбы полого магнитопровода связаны со,— ) отношением )<,-a,)Ф „ Где b - ширина выступов резьбы магнитопровода; и - количество витков резьбы маг-нитопровода; x - величина измеряемого перемещения, а выступы двухзаходной резьбы разделены на участки продольными канавками, измерительные обмотки выполнены секционированными, секции одной из измерительных обмоток уложены вдоль нечетных участков, а другой — вдоль четных . участков пазов двухэаходной резьбы; На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый преобразователь, общий 20 вид; на фиг. 2 — развертка цилиндрического каркаса с измерительными обмотками на фоне (показана точками) области сконцентрированного вдоль выступов резьбы магнитопровода магнитного поля, объясняющая принципиальную 25 сторону осуществления функциональной зависимости выходной злектродвижущей силы от малого перемещения.. Преобразователь (фиг. 1) имеет замкнутую магнитную систему, состоящую из коаксиально установленных магнитопроводящего винта 1, цилиндрического полого магнитопровода 2 и втулки 3. На смежных цилиндрических поверхностях винта 1 и магнитопровода 2 на- 5 несены однозаходные винтовые резьбы с заданным шагом Винт. 1 и цилиндрический полый магнитопровод 2 установлены с кольцевым зазором таким образом,.Что выступы 4 40 резьб расположены друг напротив друга, а между их торцовыми поверхностями размещается обмотка 5 возбуждения. В кольцевом воздушном зазоре размещен цилиндрический каркас 6, связанный с объектом, перемещение которого контро45 лируется с помощью толкателя. На внешней поверхности каркаса б нанесена двухэаходная винтовая резьба, разделенная на участки продольными канавками 7, шаг t которой (для стабилизации приращения магнитной индукции под реэьбовидным выступом в кольцевом зазоре) связан с шагом t ðåçüáû IIQ лого магнитопровода соотношением lt -t )g ъ-х где b - шиРина выступов резьбы магнитопровода; n — количество витков резьбы маг- 60 нитопровода; х — величина измеряемого переме щения. Расстояние между канавками заходов реэьб выбирается с учетом краевой де= формации магнитного поля под выступами резьбы магнитопровода не меньше, ширины выступов. Ширина выступов резьбы магнитопронода выбирается исходя из того. что она должна быть значительно меньше ширины резьбовых пазов и большее величины заэо ра между магнитопроводящим винтом и цилиндрическим магнитопроводом. В пазах двухэаходной резьбы размефены секции двух измерительных обмоток 8 и 9, причем секции 10 одной из них уложены вдоль нечетных участков пазов, а секции 11 другой — вдоль четных участков пазов. За начальное положение каркаса принято состояние, при котором выходной сигнал, снимаемый с измерительных обмоток, минимален, причем один из продольных пазов, разделяющих выступы двухзаходной резьбы каркаса на участки, занимает среднее положение на фоне области Сконцентрированного вдоль резьбовидных выступов магнито провода магнитного поля. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения переменного тока в обмотку 5 возбуждения преобразователя в его двух измерительных обмотках 8 и 9 индуцируются ЭДС, пропорциональные площади сконцентрированного под выступами резьбы магнитопровода магнитного поля, охватываемой каждой из обмоток. Перемещение каркаса с измерительными обмотками относительно выступов магнитопровода вызывает BBGHMHQ противоположные приращения.злектродвижущих сил измерительных обмоток, обусловленные изменением охватываемых каждой иэ обмоток площадей сконцентрированного магнитного поля, пропорциональных измеряемому перемещению. Благодаря вышеуказанной разности шагов одноэаходной и двухэаходной резьб обеспечивается усреднение взаимно противоположных приращений в функции шага резьбы магнитного потока в измерительных обмотках и связанных с ними приращений электр)здвижущих сил во всем диапазоне измерения перемещения. В результате повышается линейность выходной характеристики преобразователя. Так как преобразователь чувствителен к перемещениям х, меньшим, чем ширина Б выступов резьбы магнитопровода, повышается разрешающая способность, а следовательно, и его точность. Формула изобретения Преобразователь перемещения, содержащий магнитопроводящий винт с однозаходной винтовой резьбой заданного шага., связываемый с контролируемым объектом, цилиндрический каркас с 781540 6 (t„— t )g ВНИИПИ Заказ 8109/ 39 Тираж 801 По филиал ППП"П Подписное атент",г.ужго О р д,ул.Проектная 4 Ухзаходной ре верхности и a BHeuIHea п, резьбой н ки, размещенные в ельные обмото o„ „ „" х дуд„ „ тем, что " " а.к) щ и и с „ из ельк) повышен мерения малых ия точности I нОсти ВЫХОдн и переме о характе цений и линейРеоб зоужд дрическим п и проводом полым магнитона внутренней От г н несена ОднОзах Резьба проводящего зазором маг нитопрово дящий .винт так однозахо I дных резьб Роти ной х r другу, шаг t в полого 15 аса и шаг t. e шением а связаны соотно-где Ь-ши рина выступов провода резьбы магни- и - количество ви и к и резьбы магитков х — величина измеряемо еряемого перемеа выступы двухзаходнрй но р Раздел жме эите нродоль ны ее обмотки в У А нир рит л ных бмо у о*ены ро моток л астков., а еных участко в пазов двухэаходной резьИсточники ин фсцФыци во внимание п и э 1 П ФРГ Р 23 О, 1975. 2. Патент ФРГ М 2428224 01 О 5/20 19 78 (прототип).
