Датчик перемещений
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАпИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 300782. Бюллетень ¹28 (51) М g> 3
G 01 В 7/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317, 39:
:531.71 (088. 8) ° Дата опубликования описания 30.07.82 (72) Автор . изобретения
Н.Н. Ков алев, . фЯУйбТМ тт,тцул(В.@Ю (71) Заявитель
Белорусский ордена Трудового Красного Зн менифф4ВбИ(И технологический институт им. С.N. Кирова" (54) ДАТЧИК. ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения линейных перемещений.
Известны трансформаторные дифференциальные датчики перемещений, содержащие магнитопровод с размещенными в нем обмоткой возбуждения и секциями вторичной (измерительной) обмотки, соединенными встречно-последовательно, и подвижный ферромагнитный элемент (1).
Недостатком их является наличие некоторого силового воздействия датчика на контролируемый объект, обусловленного магнитным притяжением подвижного ферромагнитного элемента датчика к его магнитопроводу.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик перемещений, содержащий ферромагнитный корпус с установленными внутри него двумя относительно подвижными
Ш-образными магнитопроводами, обра.щенными один к другому своими разомкнутыми стержнями,и обмотки, размещенные на стержнях магнитопрОводов. Корпус выполнен неразъемным (2).
Недостатком его является большое измерительное усилие, обусловленное теми же причинами, которые были ука,заны выше.
Цель изобретения — уменьшение измерительного усилия, оказываемого датчиком на контролируемый объект.
Для достижения поставленной цели датчик перемещений, содержащий ферромагнитный корпус с установленными внутри него двумя относительно подвижными III-образными магнитопроводами, обращенными один к другому своими разомкнутыми стержнями, и обмотки, размещенные на стержнях магнитопроводов, снабжен обмоткой электромагнита, 15 а корпус в лнен в виде двух стака- нов, входящих один в другой с возможностью относительного перемещения, один из которых выполнен с фланцем, а другой — с кольцевой полостью для .размещения в ней обмотки электромагнита, находящейся на торце стакана, обращенном к фланцу первого стакана.
На фиг. 1 представлена конструктивная схема датчика перемещений; на фиг. 2 - электрическая схема включения его обмоток.
Датчик перемещений содержит два одинаковых Ш-образных {или чашеобразных) магнитопровода 1 и 2, обращенных один к другому своими разом947629 кнутыми стержнями, и размещенные на них обмотки 3 и 4 возбуждения и измерительные обмотки 5 и 6, соединенные встречно-последовательно. Ферро- . магнитный корпус датчика состоит из двух, входящих один в другой с воэможностью относительного перемещения стаканов 7 и 8, один из которых имеет на своей внешней поверхности фланец 9, а второй — кольцевую полость
10, в которой размещена обмотка 11 )() электромагнита. Ш-образные магнитопроводы 1 и 2 отделены от ферромагнитных стаканов 7 и 8 корпуса диамагнитными прокладками 12. Обмотки 3 и 4 возбуждения подключены к источнику
13 питания переменного тока через потенциометр 14, а обмотка 11 электромагнита — через потенциометр 15. К концам измерительных обмоток 5 и 6. подключен показывающий прибор 16, -например вольтметр.
Датчик перемещений работает следующим образом.
Сначала производится его настройка и балансировка, для чего обе половины датчика сжимают струбциной с целью устранения зазора между фланцем 9 одного стакана и кольцевой полостью 10 другого стакана, подключают его обмотки 3 и 4 возбуждения через балансировочный потенциометр 14 к ис- 30 точнику 13 питания переменного тока и регулируют положение движения этого потенциометра до тех пор, пока показания прибора 16 не станут равными нулю. 35
Таким орразом, устраняется погрешносгь измерений, обусловленная неидентичностью выполнения обеих .половин дифференциального датчика, т.е. его магнитной и электрической асимметри- 4{) ей. Затем отключают питание датчика, снимают струбицу, устанавливают датчик на весь; вертикально, закрепляют его,,верхний стакан 7 с некоторым зазором между торцом его кольцевой полости 10 и фланцем 9 и регулируют ток в обмотке 11 электромагнита с помощью потенциометра 15 до тех пор, пока весы не покажут веса стояыих на весах частей датчика. После этого настройка датчика считается законченной и он может быть установлен на контролируемый объект.
При выполнении измерений датчик вырабатывает выходной сигнал, пропорциональный зазору между концами стерж-55 ней era магнитопроводов 1 и 2. Так как обмотки 3 и 4 возбуждения датчика создают магнитные потоки, направленные встречно, то при отсутствии зазора между магнитопроводами 1 и 2 суммар- 60 ный магнитный поток в них равен нулю (благодаря предварительной балансировке датчика с помощью потенциометра 14), вследствие чего сигнал датчика на выходе его измерительных обмоток 5 и 6 равен нулю.
При относительном перемещении обеих частей датчика появляется зазор между его магнитопроводами 1 и 2, вследствие чего в каждом из магнитопроводов уменьшается встречно направленная составляющая магнитного потока от другого магнитопровода. В результате в каждом из них появляется разностная составляющая магнитного потока, увеличивающаяся (в выбранном диапазоне из-. мерений) с увеличением зазора. Благо» даря дифференциальному включению измерительных обмоток 5 и 6 датчика сигнал.на его выходе удваивается.
Замкнутый ферромагнитный корпус, состоящий йз двух стаканов, обеспечивает экранирование обмоток датчика от воздействия внешних магнитных полей.
Так как магнитопроводы 1 и 2 со встречно направленными магнитными потоками отталкиваются, а обмотка 11 электромагнита создает силу притяжения между обеими половинами датчика, то предварительной настройкой тока в обмотке электромагнита добиваются равенства этих сил.
Таким образом, силы магнитного притяжения и отталкивания не влияют на работу датчика, а измерительное усилие сводится к минимуму.
Формула изобретения . Датчик перемещений, содержащий. ферромагнитный корпус с установленными внутри него двумя относительно подвижными Ш-образными магнитопроводами, обращенными один к другому своими разомкнутыми стержнями, и обмотки, размещенные на стержнях магнитопроводов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения измерительного усилия, он снабжен обмоткой электромагнита, а корпус выполнен в виде двух стаканов, входящих один в другой с возможностью относительного перемещения, один из которых выполнен с фланцем, а другой .» с кольцевой полостью для размещения в ней обмотки электромагнита, находящейся на торце стакана, обращенном к фланцу первого стакана.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Д.И. Агейкин и др. Датчики конт.роля и регулирования; Справочные материалы. М., . Машиностроение, 1965 с. 131.
2. Там же,. с. 97 (прототип) .
947629 авиа 1
Составитель С. Скрыпник
Редактор С. Тараненко ТехредЛ. Пекарь Корр
Ко ектор Г. Решетник
Тираж 614 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 5613/61
Филйал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
