Преобразователь перемещения

 

Союз Советскик

Социалистнческии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к аат. санд-ву (22) Заявлено 01.04. 80 (2! ) 2903259/18-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень М 1

Дата опубликования опнсания07.01.82. (5l) IN. Кл.

G 0l В 7/00

G 01 В 7/30

Государственный комитет

СССР ао делен изебретеии11 и открытий (53) УДК 621 ° 31/..39:531.717 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В.Чиликин и В.Г.Болкунов т с

С; °

° Ц

Всесоюзный научно-исследовательский и титуа.,::, автоматизации черной металлургии (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕИЕИ(ЕНИЯ

Изобретение относится к измери— тельной технике и .может быть исполь" зовано, например, для измерения положения нажимных механизмов при их перемещении в клети прокатного стана холодной и горячей прокатки в черной металлургии.

Известен преобразователь перемещений, содержащий LC-автогенератор, индуктивностью колебательного контура которого служит катушка соленоидного. типа с сердечником, связанным с объектом перемещения, и опорный генератор, подключенные к входам фильтра смесителя. Сердечник выполнен из ферритового и медного !

3 стержней, соединенных между собой.

Свободный конец ферритового стержня выступает из катушки на одну четвертую часть своей длины 1 1 1.

Наиболее близким к предлага20 емому является преобразователь перемещения, содержащий магнитопровод с зазором и подвижным магнитным шув том, магнит, создающий в магнитопроводе постоянный магнитный поток, ампулу с ядросодержащим веществом, расположенную в зазоре магнитопровода, генератор и катушку возбуждения, подключенную к выходу генератора (2 1.

Недостатки известных преобразователей перемещений объекта заключаются в том, что используемый в уст" ройстве метод вынужденной ядерной процессии требует применения высокочастотных узлов и элементов, параметры которых изменяются со временем и зависят от изменения темпе" ратуры. Кроме того, трудно обеспечить большое значение напряженности постоянного магнитного поля магнита, которое должно иметь высокую стабильность и однородность. Так как динамический диапазон 80 дБ для погре1иности измерения перемещений

10 I, сигнал ядерного резонанса на контуре датчика должен составлять

Я96377

80 дЬ, а глубина амплитудной модуляции для получения высокой линейности сигнала поглощения должна быть небольшой, то предел чувствитель ности и динамический диапазон преобразователя ограничен.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона.

Цель достигается тем, что преобразователь снабжен измерительной катушкой, расположенной на магнитопроводе, катушкой возбуждения, расположенной перпендикулярно оси зазора, а генератор выполнен импульсным.

Кроме того, каждая из катушек выполнена в виде двух секций, расположенных симметрично относительно зазора магнитопровода. Преобразователь снабжен валом из немагнитного материала, магнитопровод выполнен П-образным симметричным ьтносительно оси зазора, вал установлен в зазоре и связан с магнитным шунтом резьбовым соединением, а ампула расположена в полости вала. Преобразователь снабжен жестко соединенным магнитопро водом с корпусом и пружиной, прижимающей магнитный шунт в направлении магнитопровода, а вал установлен в корпусе с возможностью вращения относительно оси.

На чертеже изображен преобразователь перемещения.

11реобразователь содержит вал 1, выполненный из немагнитного материала, в котором имеется полость 2, заполненная ядросодержащим веществом и магнитопровод 3. У торцов полости 2 расположены секции катушки

4 возбуждения включенные последовательно, измерительной катушки 5, расположенной перпендикулярно катушке 4 возбуждения. Насаженные на магнитопровод 3 катушки 6 образуют электромагнит. Устройство содержит также шунт 7, перемещаемый резьбовым соединением 8, пружину 9,.корпус

10 с опорными подшипниками 11 в которых расположен вал 1, стабилиза— тор 12 а также усилитель 13, вход которого подключен к измерительным катушкам 5, а выход на вход частотомера 14, вход сброса которого сое.динен с импульсным генератором 15.

Выход импульсного генератора соединен через элемент 16 задержки с катушкой r5 возбуждения.

Преобразователь перемещения объекта работает следующим образом.

1S

3S

S0

4

При вращении вала 1 резьбовое соединение 8 перемещает шунт 7, зазор между магнитопроводом 3 и шунтом 7 изменяется, изменяя индукцию поля в зазоре магнитопровода с расположенной в нем полостью 2 вала I.

Пружина 9, воздействуя на шунт 7, перемещает его при вращении вала 1 в обратном направлении.

При поступлении импульса с выхода импульсного генератора 15 в цепь сброса частотомера 14 происходит установка erî в ноль. Одновременно этот же импульс поступает на вход элемента 16 задержки, с выхода которого он снимается на катушку 4 возбуждения. После этой катушки намагничивает ядросодержащее вещество, заключенное в полости 2, в результате чего появляется ядерный магнитный резонанс со свободной процессией ядер этого вещества, и в катушке 5 наводится сигнал с частотой f, пропорциональный магнитной индукции В поля в зазоре магнитопровода 3 с расположенной в нем полостью 2. Затем сигнал с катушек 5 поступает на вход усилителя 13 с выхода которого, усиленный, подается на вход частотомера 14.

Частота сигнала, измеренная частотомером 14, пропорциональна индукции магнитного поля в зазоре магнитопровода 3, величина которого задается положением шунта 7, перемещаемого резьбовым соединением 8, при вращении вала 1, что, в свою очередь, пропорционально углу его поворота.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в следующем.

Устройство позволяет обеспечить динамический диапазон измерения положения вала более 60 дБ, это обеспечивается тем, что частотный выходной сигнал устройства представляется в цифровом виде, который может изменяться в широком диапазоне.

В результате применения устройства на прокатном стане появляется возможность управления нажимными механизмами клети с высокой степенью точности, равной 5 мк, высокой чувствительности и быстродействием

1 мм/с, а также перемещения положения нажимных винтов со скоростями, близкими к нулю.

Это позволит повысить качество прокатываемого листа, скорость про896377 ката, а, следовательно, и производительность стана.

Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения, содержащий магнитопровод с зазором и подвижным магнитным шунтом, магнит, создающий в магнитопроводе постоянный магнитный поток, ампулу с ядросодержащим веществом, расположенную в зазоре магнитопровода, генератор и катушку возбуждения, подключенную к выходу генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, он снабжен измерительной катушкой, расположенной на маг- . нитопроводе, катушка возбуждения расположена перпендикулярно оси зазора, а генератор выполнен импульсным.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что каждая иэ катушек выполнена в виде двух секций, расположенных симметрично относительно зазора магнитонровода.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что снабжен валом из немагнитного материала, магнитопровод выполнен П-образным, симS метричным относительно оси зазора, магнитный шунт выполнен симметричным относительно оси зазора, вал ус". тановлен в зазоре и связан с магнитным шунтом резьбовым соединени © ем, а ампула расположена в полости вала.

4. 11реобразователь по п. l-3, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что он снабжен жестко соединенным магнитопроводом с корпусом и пружиной, прижимающей магнитный шунт в направлении магнитопровода, а вал установлен в корпусе с возможностью вра" щения относительно оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР

В 587315, кл. G 01 В 7/30, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 373517, кл. С 01 В 7/30, 1973 (прототип).

896377

Составитель А.Куликов

Редактор С.Патрушева Техред А. Бабинец Корректор А.Дзятко

Заказ 11676 25 Тираж 613 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