Трансформаторный преобразователь линейных перемещений

 

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е ()894771

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дооолнительиое к авт. свид-ву— (22) За" в"е"о 040480 (2< ) 2904429/18-24 с присоединением заявки М— (23)Приоритет (5l)M. Кл.

G 08 С 9/04

ВвуаарвтвеяввВ квиятвт

СССР ае 1вави извбувтеяяИ я вткрмтяй

Опубликовано 30.1231. 1вямлетень М 48 (53) УДК 681. 325 (088.8) Дата онубли кования описания 30.1 2.81 (72) Авторы изобретения

Н. Е. Конюхов и А. А. Курицкий

ТГХМИГ MAg

БИЙЛНЮТЕИА

Куйбыаевский авиационный институт (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к информаци1онно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и регулирования и в автоматизированных комплексах обработки информации с применением ЭВМ. 5

Известен трансформаторный преобразователь малых линейных перемещений,. представляющий из себя датчик перемещений и состоящий из магнитопровоio да, выполненного в виде трех полых цилиндров и двух крышек-оснований, обмотки возбуждения, состоящей из двух секций, соединенных последовательно и встречно, и измерительной обмотки

ti).

Недостатками преобразователя являются невысокая точность и ограниченные функциональные возможности.

Известен трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий датчик перемещений, выполненный в виде магнитопровода из трех полых цилиндров и двух оснований, абмотки возбуждения, состоящей из двух секций, соединенных последовательно и встречно, измерительной обмотки и стабилизатора выходной характеристики, который выполнен в виде последовательно соединенных с измерительной обмоткой сопротивления нагрузки и магниторезистора, расположенного в воздушном зазоре магнитопровода (21.

Недостатками преобразователя являются его невысокая точность и ограниченная область применения.

Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий датчик перемещений, выполненный в виде магнитопровода иэ трех полых. цилиндров и двух оснований, обмотки возбуждения, состоящей из двух секций, соединенных последовательно и

894771

ToS

Т=т + — — х о 2Ео

Трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий датвстречно, и измерительной обмотки, охватывающей два внутренних цилиндра и закрепленной на входном штоке, введены управляемый по частоте ге" нератор, стабилизатор тока, три выпрямителя, два сглаживающих фильтра и дифференциальный усилитель, выход управляемого по частоте генерато" ра соединен с выходом преобразователя, через стабилизатор тока - с 1О обмоткой возбуждения и непосредственно - с первым выпрямителем, выход которого соединен с первым сглаживающим фильтром и прямым входом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен со вторым сглаживающим фильтром и через второй выпрямитель с измерительной обмоткой, выход дифференциального усилителя соединен через третий выпрямитель со входом управляемого по частоте генератора.

На чертеже изображена схема трансформаторного преобразователя линейных перемещений. 25

Предлагаемый преобразователь содер жит датчик 1 перемещений с магнитопроводом иэ трех полых цилиндров 2 и 3 и двух оснований 4, обмоткой 5 возбуждения, измерительной обмоткой 6 и вход-ьо ным штоком 7, управляемый по чФстоте генератор 8, стабилизатор 9 тока, выпрямители 10-12, сглаживающие фильтры 13 и 14 и дифференциальный усилитель 15.

Для обеспечения работоспособности устройства необходимо, чтобы в начальном положении штока 7(входное перемещение х = С) напряжение на выходе выпрямителя 11 равнялось напряжению на выходе выпрямителя 10. Это достигается выбором сост вет ст вующе го числа витков измерительной обмотки 6, ее смещением относительно нейтрального положе ния и ре гулировкой входного напряжения выпрямителя 10.

Преобразователь работает следующим образом.

При равенстве выходных напряжений выпрямителей 10 и 11 выходное напряжение усилителя 15 равно нулю и период колебаний выходного напряжения генератора 8 Т соответствует начальЬЬ! х. ной точке отсчета при измерении перемещений.

Перемещение штока 7 вызывает изме- 55 нение амплитуды выходного напряжения измерительной обмотки 6 относительно опорного напряжения на выходе выпрямителя 10. Разностный сигнал, усиленный усилителем 15, воздействует на генератор 8 и изменяет его частоту так, что восстанавливает амплитуду выходного напряжения измерительной обмотки 5 до первого начального значения, определяемого величиной опорного напряжения.

Таким образом, при перемещении штока 7 напряжение на измерительной обмотке 6 автоматически поддерживается приблизительно равным (с точностью, определяемой коэффициентом усиления усилителя 15) опорному, что достигается поредством изменения частоты тока воз- буждения. При этом период генерируемых колебаний тока возбуждения связан с величиной перемещения соотношением где Т вЂ” период колебаний тока воэбуж1 дения (напряжения генератора

8 при перемещении штока 7);

Т вЂ” период колебаний тока возбужО дения в начальной точке отсчета (х = 0), S — крутизна преобразователя датчика 1 перемещений, Е - выходное напряжение датчика

О

1 перемещений в начальной точке отсчета (х О).

В процессе измерения перемещений амплитуда выходного напряжения преобразователя остается постоянной, что практически устраняет влияние характе- ристик выпрямителей на точность измерейий ° Использование на выходе выпрямителей 10 и 11 сглаживающих фильтров

13 и 14 позволяет устранить влияние фазовых сдвигов, возникающих в датчике 1 перемещений при изменении чатоты тока возбуждения на точность измерений °

Выпрямитель 12 на выходе усилителя 15 обеспечивает устойчивую работу преобразователя.

Выполнение трансформаторного преобразователя линейных перемещений как устройства для преобразования перемещения в период гармонического колебания позволяет повысить точность измерения перемещений и расширяет область применения предлагаемого преобразователя. формула изобретения

89477 чик перемещений, выполненный в виде магнитопровода из трех полых цилиндров и двух оснований, обмотки возбуждения, состоящей из двух секций, соединенных последовательно и встречно, и измерительной обмотки, охватывающей два внутренних цилиндра и закрепленной на входном штоке, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области примене- 44 ния преобразователя, в него введены управляемый по частоте генератор, стабилизатор тока, три выпрямителя, два сглаживающих фильтра и дифференциальный усилитель, выход управляемого по 1Ф частоте генератора соединен с выходом преобразователя, через стабилизатор тока — с обмоткой возбуждения и непосредственно — с первым выпрямителем;

1 4 выход которого соединен с первым сглаживающим фильтром. и прямым входом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен со вторым сглаживающим фильтром и через второй выпрямитель с измерительной обмоткой, выход дифференциального усилителя соединен через третий выпрямитель со входом управляемого по частоте генератора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 220773, кл. G 08 С 9/04, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

N 458847, кл. G 08 C 9/04, 1972 (прототип).

894771

Составитель Е. Бударина

Редактор Л. Пчелинская Техред М. Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 11495/81 Тираж 694 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