Дифференциальный индуктивный преобразователь перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик ()937991 (6() Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено15, 12.80 (2т) 3216884/25-28 с присоединением заявки %в (23) Приоритет—

Опубликовано 23,06.82, Бюллетень Ле 23

Дата опубликования описания 27 06 8 (5! )М. Кл.

G 01 В 7/00

1Ъаударсткииый комитет

СССР ао делам иэобретеиий и открытий (53 ) УД К 62 1.

317 39 53 1. . 7 1(088.8) Ю. Г. Почуев, В. Я. Офицеров, С. С. Мехов и И. Ю. Почуев (72) Авторы изобретения

Подмосковный научно-vccneaoaaTem и п оектти-. (71) Заявитель конструкторский угольный институт (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИНЦУКТИВНЫЦ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть ис* пользовано в частности цля измерения перемещений подвижного элемента, например в приборах контроля давления, упру5 гих.деформаций, износа и т.п.

Известен дифференциальный преобразователь перемещений, соцержащий якорь и два броневых магнитопровода с размещенными на ихсредних стержнях обмотками переменного тока, индуктивность которых изменяется при перемещениях якоря (1).

Недостатком преобразователя является ограниченная чувствительнссть и выходная мощность, вследствие чего на выхоцр >5 его необходимо включать усилительнсе устройство.

Наиболее близким техническим решени; ем к изобретению является цифференциаль-,о ный индуктивный преобразователь перемещений, содержащий относительно подвижные якорь и цва примыкающих основаниями один к другому матнитопровода, двухсек2 циоЪиуто обмотку подмагничивания, подключенную к источнику постоянного тока, две двухсекционные обмотки переменного тс ка, секции каждой из обмоток размещены на разных магнитопровоцах, и схему измерения, в которой подключены обе секции одной из обмоток переменного тока.

Секции обмотки подмагничивания преобразователя размещены на средних стержнях броневых магнитопровоцов, а секции обмоток переменного тока, включенные в мостовую схему измерения, размещены в глухих расточках средних стержней этих магнитопроводов 2).

Не достатком пре образователя является ограниченная чувствительность, а следовательно и точность измерений, так как изменение индуктивности секций обмоток переменного тока, являющееся информативным параметром, обуславливается лишь изменением зазоров между поверхностями якоря и магнитопроводов преобразователя.

Цель изобретения — повышение чувст- гзитольности и то прости измерений.

Поставленная цель доЧтигается тем, что преобразователь снабжен второй двухсекционной обмоткой подмегничивания, 5 каждая секция которой размещена На од« ном из магнитопроводов и соепинена через выпрямитель последовательно с той секцией второй обмотки переменного тока, которая размещене на другом магнито- 10 проводе.

На фиг. 1 представлена конструктивная сХеме преобразователя; на фигг2 — элект- рическая схема включения его обмоток. ,цифференциельный индуктивный преобразователь перемещений содержит якорь

1, установленный с возможностью перемещения относительно двух броневых маг нитопроводов 2 и 3, примыкающих один к другому своими основаниями. На средних стержнях 4 обоих магнитопроводов 2 и 3 размещены секции двух двухсекционных обмоток 5 и 6 подмагничивания. B глухих концентрических расточках этих стержней размещены секции двух двухсекционных обмоток 7 и 8 переменного тока. Секции обмотки 7 переменного тока включены через выпрямители 9 в схему 10 сравнения, на выходе котовой фопмируется информативный сигнал преобразователя перемещений. Секции обмотки 8 переменного тока соединены через выпрямитель 1 1 последоветельно с секциями обмотки 6 подмаггпгчивания, размещенными На противоположных магнитопроводах 2 и 3. Секции обоих обмоток

7 и 8 переменного тока, размещенные

На одном и том же магнитопроводе, создают переменные рабочие магнитные потоки направленные согласно. Секции чо обмоток 5 и 6 подмаггп чизания, резмегценные на одном и том же магнитопроводе, создают постоянные магнитные потоки подмагничивания, направленные встречйо. Преобразователь питается or источников 12 и 13 постоянного и пе45 ременного тока. !

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении источников 12 и 13 постоянного и переменного тока к обмоткам преобразователя и равенства зазоров между поверхностями якоря 1 и магнитопроводов 2 и 3 сигнал не выходе схемы 10 сравнения отсутствует в силу симметрии конструкции преобразователя.

При перемещении якоря 1, например, вверх, зазор со стороны магнитопрово3 937991 4 да 2 увеличивается, а со стороны мегнитопровода 3 - уменьшается не ту же величину. Поскольку в каждом магнитопроводе 2 и 3 результирующий постоянный магнитный поток подмагничивения определяется величиной зазора и разностью ампер-витков соответствующих секций обмоток 5 и 6, то вследствие увеличения зазора в магнитопроводе 2 магнитный поток подмагничивания, создаваемый размещенной на нем секцией обмотки 5 подмагничивания уменьшается (ампер-витки этой обмотки неизменны при неизменном напряжении ее источника питания постоянного тока), а резмагничивающая составляющая этого потока, создаваемая встречно-направленной секцией обмотки 6, размещенной на этом же маг нитопроводе 2, увеличивается за счет увеличения ее ампер-витков при последовательном соединении с секцией обмотки

8 переменного тока, размещенной на другом магнитопроводе 3, в котором воздушный зазор уменьшается, вследствие чего уменьшается его магнитное сопротивление.

Таким образом, результирующий постоянный магнитный. поток подмагничивания в магнитопроводе 2 при увеличении в нем воздушного зазора уменьшается как за счет увеличеигя зазора в нем, так и за счет увеличения размагничивающей составляющей этого потока, создаваемой секцией обмотки 6. При этом индуктивность секций обмоток 7 и 8 переменного тока на мегнитопроводе 2 увеличивается, стремясь в пределе к ее максимальному значению при нулевом подмагничивании.

Одновременно в магнитопроводе 3 с уменьшающимся зазором между ним и поверхностью якоря 1, индуктивность размещенных на нем секций обмоток 7 и 8 переменного тока уменьшается вслецствие увеличения результирующего потока подмагничивания. Это обусловлено как увеличением et о составляющей, создаваемой размещенной на мегнитопроводе 3 секцией обмотки 5 с постоянными ампер-витками подмагничивания за счет уменьшения воздушного зазора, т.е уменьшения его магнитного сопротивления, тек и уменьшением резмагничивающей составляющей магнитного потоке секции обмотки 6, имеющей ампер-витки, зависящей от зазора в противолежащем магнитопроводе (в данном случае - мегнитопроводе 2 с увеличивающимся зазором).

При смещении якоря 1 вниз уменьшается зазор со стороны магнитопровода 2 и увеличивается зазор со стороны магнито

93799 1

5 провода 3. Это приводит к уменьшению инцуктивности секций обмотки 7 и 8 переменного тока, размещенных на магнитопроводе 2 (с уменьшающимся зазором), и к увеличению инцуктивности секций обмоток 7 и 8 на магнитопроводе 3 (с увеличивающимся зазором) за счет соответствующего изменения степени поцмагниченности этих магнитопроводов.

Не выходе схемы 10 сравнения форми- t0 руется сигнел, зависящий от соотношения индуктивностей секций обмотки 7 переменного тока, размещенных на резных магнитопроводех 2 и 3, т.е. зависящий по величине и полярности от величины и 15 направления перемещения якоря 1.

Таким образом, при перекрестной связи межцу обеими половинами преобразователя, т.е. последовательном соединении секций обмотки подмагничивания одного щ магнитопровоца с секциями обмотки переменного тока цругого магнитопроводе, формируются сигналы положительной обратной связи, обеспечйвающей повышение степени подмагниченности того магнитопровода, в котором она повышается за счет перемещения (уменьшения рабочего воздушного зазора), и уменьшение степени подмегниченнссти того магнитопровода, в котором она уменьшается за счет пере-, мещения (увеличения воздушного зазора).

Вследствие этого происходит более интенсивное изменение инцуктивности секций обмотки 7 переменного токе, подключенных к схеме измерения, так как оно обу15 словлено не только изменением зазора в магнитопроводех, но и дополнительным изменением потока подмагничивания то6 го же мегнитопроводе, цействукицим в ту же сторону, что и изменение зазора.

Благоцаря этому увеличивается чувствительность, а слецовательно, и точность измерения.

Ф ормула изобретения

Дифференциальный индуктивный преоб разователь перемещений, содержащий относительно подви!жные якорь и два примыкающих основаниями оцин к другому броневых магнитопровода, двухсекционную обмотку подмагничивания, подключенную к источнику постоянного тока, две двухсекционные обмотки переменного тока, сек- ции каждой из обмоток размещены на резных магнитопроводех, и схему измерения, к которой поцключены обе секции одной из обмоток переменного тока, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, преобразователь снабжен второй двухсекционной обмоткой подмагничивения, каждая секция которой размещена на одном из магнитопровоцов и соединена через выпрямитель последовательно с той секцией второй обмотки переменного тока, которая размещена на цругом магнитопроводе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., Машиностроение, 1965, с. 115.

". Почуев Ю. Г. и др. Высокочувствительный датчик давления. Угольное машиностроение", И. 4, 1980,с. 18-21 (прототип).

937991

Составитель С. Скрыпник

Редактор Н. Пушненкова Техред Т.Маточка Корректор У, Пономаренко

Заказ 4439/58 Тираж 614 По gmrcHoe

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