Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>877319

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 07.01.80 (21) 2865295/!8-28 (5l) M. Кл.а с присоединением заявки №вЂ” б01 В7/00

Государственный комитет (23) Приоритет— (53) УДК 621.д17. .39:531.71 (088.8) Опубликовано 30.10.81. Бюллетень №40

Дата опубликования описания 05.11.81 по делам нзобретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

А. В. Красников и Г. С. Коваль

19,." -1 .

Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового...

Красного Зн деаахщьского (7I ) Заяиигель амени теплотехнического научно-иссле института им. Ф. 3. Дзержинского (54) .СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть исполь- зовано для измерения перемещений подвижных объектов.

Известен способ измерения перемещений с помощью индуктивных датчиков, содержащих две измерительные обмотки, включенные последовательно и запитанные от стабилизированного источника питания переменного тока, В ходе измерений сравнивают падения напряжения на этих обмотках и по их разности судят о контролируемом перемещении (I j . Недостаток такого способа иэмерений— нелинейность и невозможность задания нулевой точки отсчета, так как а6е обмотки датчика являются измерительными.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способу измерения перемещений с помощью индуктивного датчика, содержащего последовательно соединенные измерительную и компенсационную обмотки, подключенные к источнику питания переменного тока датчика, заключающийся в том, что сравнивают падения напряжения на измерительной и компенсационной обмотках и по их разности судят о контролируемом перемещении (2(.

Для осуществления этого способа используется устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный датчик с последовательно соединенными измерительной и компенсационной обмотками и подключенные к этим обмоткам источник питания переменного тока датчика и алгебраический сумматор. В алгебраическом сум-. маторе осуществляется сравнение (вычитание) падений напряжений на изме ительной и компенсационной обмртках. ыходной сигнал регистрируется с помощью отав счетного блока, подключенного к алгебраи- ческому сумматору (3).

Недостаток способа и реализующего его устройства для измерения перемещений— значительная нелинейность выходной зависимости, связывающей укаэанную разность д нап яжений и перемещений. ель изобретения — повышение линейности.

Поставленная цель достигается тем, что стабилизируют падение напряжения на измерительной обмотке путем изменения наЗк пряжения источника питания переменного тока датчика, а устройство для измерениФ перемещений снабжено цепью обратной связи, включенной между измерительной об877319 моткой и источником питания переменного тока датчика и состоящей из блока сравнения и подключенного к одному из его входов источника опорного напряжения, источ-, ник питания переменного тока датчика вы- .. полнен регулируемым и включает в себя гене атор и управляемый усилитель. а чертеже изображено устройство для измерения перемещений; реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит индуктивный дат- . чик 1, последовательно соединенные измерительная обмотка 2 и компенсационная обмотка 3 которого подключены к источнику

4 питания переменного тока датчика. Потенциальные концы обмоток 2 и 3 подсоединены к алгебраическому сумматору 5, в котором происходит сравнение (вычитание) па- > дений напряжений на измерительной обмотке 2 и компенсационной обмотке 3. Обмотки 2 и 3 размещены на магнитопроводах 6 и 7. Между измерительной обмоткой 2 и источником 4 питания переменного тока датчика включена цепь обратной связи, содержащая блок 8 сравнения и источник 9 опорного напряжения. Источник 4 питания переменного тока датчика включает в себя генератор 10 переменного тока и управЛяемый усилитель 11. К выходу алгебраического сумматора 5 подключен отсчетный блок

12. улевая точка отсчета устроиства для изменения перемещений задается с помощью магнитного шуита 13, отделенного зазором ь от магнитопровода 7. Ферромагнитный объект 14, положение которого контролируется, расположен со стороны магннтопровода 6 и отделен от него переменным воздушным зазором 3.

Способ реализуется с помощью предлагаемого устройства следующим образом.

От источника 4 переменного тока датчика на последовательно включенные обмотки 2 и 3 подают напряжение питания.

С помощью блока 8 сравнения падение напряжения, на измерительной обмотке 2 сравнивают с величиной опорного напряжения, поступающего от источника 9 опорного напряжения. При наличии разности между падением напряжения на обмотке 2 и напряжением от источника 9 опорного напри@ения эта разность напряжений, поступая на управляемый усилитель !1, вызывает изменение напряжения на выходе регулируемого источника 4 питания переменного тока датчика таким образом, чтобы падение напряжения на обмотке 2 поддерживалось неизменным (стабилизировалось по амплитуде) в зависимости от величины Чф на вы- ходе источника 9 опорного напряжения, Поскольку магнитным сопротивлением магнитопроводов 6 и 7 можно пренебречь по сравнению с магнитным сопротивлением воздушных зазоров 3ф н, то падения напряжеиий на измерительной обмотке 2 н компенсационной обмотке 3 определяются соотношениями я.д д дд;- — т —, Гдг =

I гяе А, и А, — постоянные коэффиниенты, учитывающие физические и конструктивные элементы измерительной н компенсационной частей датчика. ! — ток, протекающий через последовательно включенные обмотки 2 и 3.

° Отсюда следует, что A,.

vs* V2 А,.з0 т.е. напряжение U» на компенсационной обмотке 3 оказывается пропорционально связанным (Прн постоянстве напряжении llew иа измерительной обмотке 2) от перемещения подвижного объекта 14 (т.е. от величины переменного, воздушного зазора 3).

Применение предлагаемого способа позволяет обеспечить линейность выходной характеристики устройства для измерения перемещений в широком диапазоне перемещений констролируемого объекта.

Формула изобретения

1. Способ измерения перемещений с помощью индуктивного датчика, содержащего последовательно соединенные измерительную и компенсационную обмотки, подключенные к источнику питания переменного тока датчика, заключающийся в том, что сравнивают падения напряжения на измерительной и компенсационной обмотках. и по их разности судит о контролируемом перемещении, отличающийся тем, что, с целью повышенйя линейности, стабилизируют падение напряжения на измерительной обмотке путем изменения напряжения источника питания переменного тока датчика.

2. Устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный датчик с последовательно соединенными измерительной и компенсационной обмотками, подключенные к этим обмоткам источник питания переменного тока датчика н алюебрацический сумматор, отличающееся тем, что оно снабжено цепью обратной связи, включенной между измерительной обмоткой и источником питания переменного тока датчика н состоящей из блока сравнения и подключенного к одному из его входов источника опорного напряжения, а источник питания переменного тока датчика выполнен регулируемым и включает в себя генератор и управляемый усилитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Федотов А. В. Расчет н проектирова ние индуктивных измерительных устройств.

М., «Машиностроение», 1979, с. !33.

2. Там же, с. 132 (прототип к п.1).

3. Там .же, с. 20 (прототнп к п. 2).

8773)9

Составитель Л. Гуськов

Редактор Н. Бушаева Техред А. Бойкас Корректор С. Шомак

Заказ 9596/62 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4