Датчик положения перемещающегося объекта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

oi>781542 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву+

Р > К,3 а 01 В 7/00

G 21 С 17/12 (22) Эаявлейо 000179 (21) 2709653/25-28 с присоединением эаявяи H9 —. (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открыти й

Опубликовано 231130. Бюллетень ЬВ 43 ($3) УДК 621.317..39:531.71 (088.8) Дата опубликования описания 251180. т- :

И. В. Иванов, В. П. Николаев и В. И. Раэби гсков ф (72) Авторы иэобретени я (71) Заявитель (54 ) ДАТЧИК ИОЛбЖЕНИЯ ИЕРЕИЕЩАИЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА

1 2 . Изобретение относится к контроль- бого" отсчета, смещенных одна относино-измерительной технике и может быть тельно другой вдоль оси датчика. каиспользовано, в частности, для контро- тушки первой группы вторичных обмоток, ля за положением или перемещеййвм ре- входящие в систему "точного" отсчета, гулирующих органов системы управления 5 соединенЫ в трехфазную звезду и свяи защиты ядерных реакторов.:. эаны через серводвигатель и сельсин«

Известны бесконтактные датчики по- ную систему передачи угла с укаэателожения перемещающихся по заданному лем точного отсчета. Катушки другой пути объектов, содержащие, например, гРуппы вторичных обмоток включены в подвижный. сердечник, секционированные 1О мостовую схему, содержащую компенсатрансформаторно связанные между со- ционный потенциометр, подвижный конбой первичную и вторичную обмотки,, такт которого соединен через вторую причем секции вторичной обмотки сое- сельсинную систему передачи угла с динены попарно по дифференциальной схе- указателем грубого отсчета 12) . ме Щ. Недостатком этого датчика являетОднако такие датчики недостаточно ся сложность его структурной схемы, точны наличие вращающихся частей и скользя»

Наиболее близким к изобретению по щих контактов (потенциометра),.кототехнической сущности и достигаемому рые снижают надежность его работы, а результату является датчик положения 20 также недостаточная точность иэ-за перемещающегося объекта, содержащий сбоя синхронизации укаэаталей точногильзу иэ немагнитного материала, го и грубого отсчета. размещенный внутри нее сердечник, свя.- Цель изобретения — повышение точзываемый с контролируемым объектом и ности контроля положения объекта и выполненный в виде набора чередующих- 25 упрощение конструкции датчика. ся магнитных и немагнитных элементов, Это достигается тем, что катушки размещенных с шагом S вдоль оси сим- "грубого" отсчета установлены вдоль метрии датчика, и установленные снару- оси датчика с шагом 5 одна относительжи гильзы катушки первичной и двух но другой, а катушки "точного" отсчегрупп вторичных обмоток "точного"и "гру-Зп та - c шагом (1 +,0,5а)5, где В

781542 суммарная длина одной пары магнитного и немагнитного элементов сердечника, а — любое число меньше 10.

На фиг. 1 схематически изображен датчик, продольный разрез; на фиг. 2 сечение A-A на фиг. 1..

Датчик положения содержит гильзу

1 с перемещающимся внутри нее сердечником 2, выполненным в виде набора чередующихся магнитных 3 и немагнитных 4 колец. Снаружи гильзы размещена одетая на полюсные выступы 5 внешнего ферромагнитного корпуса 6 катушка 7 первичной обмотки, расположенная слева от гильзы и надетая на самый верх. ний и самый нижний полюсные выступы

5, и группа катушек 8 и 9 вторичных обмоток, расположенных справа от гильзы одна над другой: десять катушек 8 первой группы, образующие систему

"точного" отсчета, и расположенные выше них и катушек 9 второй группы, образующие систему "грубого" отсчета датчика.

Катушки "грубого" отсчета установлены с шагом S на длине nS, а катушки "точного отсчета" установлены с шагом (1 + 0,5a)S на длине 9,95. Выводы вторичных катушек подключены к многоразрядному цифровому счетчику (на чертеже не показан).

Счетчик положения работает следующим образом.

Магнитный поток Ф (фиг. 2), создаваемый катушкой 7 первичной обмотки, проходит по полюсным выступам 5, ферромагнитной гильзе 1 и в зависимости от положения подвижного сердечника 2по магнитным или немагнитным кольцам

3 или 4, возбуждая те катушки двух групп вторичных обмоток, возле которых располагается сердечник. Величина магнитного потока, пересекающего витки соответствующих катушек, становится больше, когда магнитный поток проходит по магнитному кольцу сердечника.; и меньше, когда он пересекает немагнитное кольцо.

Поскольку катушки 8 группы вторичных обмоток "точного" отсчета первыми оказываются на пути подвижного сердечника, то прежде, чем он приблизится к катушкам 9 группы вторичных обмоток "грубого" отсчета", происходит поочередное возбуждение всех катушек 8 точного отсчета.

Так как катушки "точного" отсчета установлены с шагом (1 + 0,5a)S, а магнитные участки (кольца 3) сердечника чередуются с шагом 5, то максимальное значение напряжения в каждый момент времени появляется только на одной из катушек точного отсчета (той, которая в максимальной степени перекрыта магнитным кольцом сердечника).

За начальное (нулевое) положение сердечника 2 принимается такое, когда

Формула изобретения

Датчик положения перемещающегося объекта, содержащий гильзу, из немагнитного материала, размещенный внутри нее сердечник, связываемый с контролируемым объектом и выполненный в виде набора чередующихся магнитных и .немагнитных элементов, размещенных с шагом S вдоль оси симметрии датчика, и установленные снаружи гильзы катушки первичной и двух групп

45 вторичных обмоток "точного" и "грубого" отсчета, смещенных одна относительно другой вдоль оси датчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля по50 ложения объекта и упрощения конструкции датчика, катушки "грубого" отсчета установлены вдоль оси датчика с шагом S одна относительно другой, а катушки "точного" отсчета — с шагом

55 (1 + 0i5a)S где Б — суммарная длина .,одной пары магнитного и немагнитного элементов сердечника, а — любое число мейьше 10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Франции

9 2364432, кл. G 01 8 7/00, 1978.

2. Патент Великобритании М 883781;=. кл. G 08 С 9/04, 1961 (прототип).

20 сердечником перекрыты все десять катушек 8 "точного отсчета, чему соответствует появление максимума напряжения на последней (десятой) катушке точного отсчета.

Датчик работает следующим образом.

При перемещении сердечника 2 вверх, выше положения, соответствующего нулевому отсчету, происходит поочередное возбуждение катушек 9 грубого отсчета. При этом расстояние, проходимое сердечником между моментами появления максимальных значений напряжения на двух соседних катушках 8 точного отсчета, равно 0,1S, в том время, как расстояние, проходимое сердечником между моментами появления максимальных значений напряжения яа двух соседних катушках 9 грубого отсчета, равно S.

Таким образом, по величинам напряжений на катушках группы вторичных обмоток грубого отсчета определяется положение верхнего торца сердечника с точностью до величины 5, а по величинам напряжений на катушках группы вторичных обмоток точного отсчета положение того же торца с точностью до 0,15.

Напряжения со вторичных обмоток подаются на многоразрядный цифровой счетчик, с помощью которого идентифицируется перемещение объекта.

781542

Фиг.l

Составитель С. Скрыпник

Редактор A. Судын Техред Н. Бабурка Корректор И. Муска

Заказ 8109/39 Тираж 801-" --" -- - - -=-- - - - -" ." - "Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4