Преобразователь перемещения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИ Я

Сеюэ Севетскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 140781 (2! ) 3314197/25-28

Р М К„з

/ с присоединением заявки Нов

Ф (23) Приоритет—

G 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий

Опубликовано 150133. Бюллетень М 2

t53jУДК 621.317. .39»531.71 (088.8) Дата опубликования описания l 01B3 (72) Автор изобретения

С.И. Бойко 1

-7

Калушское производственное объедтн»ещ»е (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к контроль ° но-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Известен преобразователь перемещения, содержащий магнитопроводяций винт с однозаходной винтовой резьбой заданного шага, связываевый с контролируемьв» объектом, и цилиндрическая втулка с двухэаходной резьбой на ее поверхности, шаг которой равен половине шага резьбы магнито-, проводяцего винта. В пазах двухзаходной резьбы размецены две измерительные обмотки 11).

Недостатками этого преобразователя являются ограниченная точность и п»нейность выходной характеристики, Обусловленные неравномерни» силовым взаимодействием магнитопроводяцего винта и втулки с обмотками, а также наличием высших гармоник в выходном сигнале преобразователя as-за нелинейности характеристики намагничивания его магнитопроводяцих участков.

Наибблее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения, содержащий магнитопровод, выполненный в виде двух протяженных коаксиально уста» новленных элементов с обращенными один к другому выступами однозаходной резьбы одинакового шага,, 5 размеЩенную на магннтопроводе обмотку возбуждения, установленный в зазоре между коаксиальньв»и элемента« ми и связываемый с контролируемьэ» объектом в процессе измерения подщ вижный цилиндрический элемент с резьбой на его поверхности, шаг которой связан определенньв» соотношением с шагом однозаходной резьбы, и размещенную в пазах резьбы подвижного элемента секционированную измерительную обмотку. Резьба на подвижном элементе выполнена двухзаходной и пересечена продольньв»и канавками для обеспечения укладки секций двух измерительных обмоток. Секции одной иэ обмоток уложены вдоль нечетных участков пазов, а секции другойвдоль четных участков пазов (2).

Недостатками известного преобразователя являются нелинейность его выходной характеристики в зоне малых перев»ещений и несюв»етрнчность этой характеристики относительно начала координат as-за влияния потоков рассеяния (выпучивания) на краях .3О реэьбовидных выступов магнитопровода.

989313

Цель изобретения — повыаение линейности выходной характеристики.

Цель достигается тем, что в преобразователе перемещения, содержащем магнитопровод, выполненный в виде двух протяженных коаксиально

5 установленных элементон с обращенными один к другому выступами однозаходной резьбы. одинакового шага, размещенную на магнитопроводе обмотку возбуждения, установленный в за.зоре между коаксиальными элементамии сняэынаемый с контролируемым объектом в процессе измерения подвижный цилиндрический элемент с резьбой на его поверхности, шаг которой связан определенным соотношением с шагом однозаходной резьбы, и размещенную в пазах резьбы подвижного элемента секциониронанную измерительную обмотку, резьба на подвижном элементе выполнена с числом заходов больше 20 двух, например трехзаходной с равноудаленными положениями крайних заходов относительно среднего захода.

На фиг.1 схематически изображен 25 преобразователь, общий. нид; на фиг,2 — развертка цилиндрического элемента с измерительными обмотками на фоне области сконцентрированного магнитного, поля (показано точками} 30 вдоль ныступон однозаходной резьбы магнитопровода.

Преобразователь перемещения со-. держит магнитопровод, выполненный в виде двух протяженных коаксиально 35 установленных элементов — магнитопроводящих винта 1 и втулки 2, иМеющих на смежных поверхностях однозаходные винтовые резьбы с одинаковым шагом t . Винт 1 и втулка 2 отделе- 40 ны зазором и установлены так, чтобы выступы 3 из резьб были обращены один к другому, Между торцовыми поверхностями винта 1 и втулки 2 размещена обмотка 4 возбуждения, охваченная снаружи магнитопроводящей гиль- 45 эой 5, которая магнитно связывает винт и втулку в единую замкнутую магнитную систему. В зазоре между винтом 1 и втулкой 2 размещен подвижный цилиндрический элемент, б, 50 на поверхности которого выполнены пазы трехзаходной винтовой резьбы с симметричным положением крайних заходов относительно среднего захода. Расстояние между пазами заходов 55 резьб выбирается с учетом краевой деформации магнитного поля возбуждения под выступами одноэаходной резьбы, Пазы трехзаходной резьбы разделены на участки продольными канавками 7 и размещены с шагом t связанным следующим соотношением с шагом,, однозаходной резьбы:

b-x р

65 где b — ширина выступов однозаходной резьбы;

n — количество витков однозаход» ной резьбы; х - величина измеряемого перемещения. йй рина Ь выступов 3 однозаходной резьбы должна быть. значительно меньше пазов между ними и больше зазора между винтом 1 и втулкой 2. В пазах трехзаходной резьбы уложены секции двух измерительных обмоток 8 и 9.

При этом секции 10 одной из обмоток

8 размещены ндоль нечетных участков рядов, а секции 11 второй из них (обмотки 9) размещены вдоль четных участков пазов этой резьбы.

Преобразователь перемещения работает следующим образом.

При подаче напряжения переменного тока на обмотку 4 возбуждения преобразователя в его двух измерительных обмотках 8 и 9 индуктируются

ЭЦС, пропорциональные площадй сконцентрированного под выступами однозаходной резьбы магнитного поля возбуждения, охватываемой каждой из обмоток. При перемещении подвижного элемента б с измерительными обмотками 8 и 9 относительно выступов одноэаходной резьбы магнитопровода происходят взаимно противоположные приращения основного магнитного потока в измерительных обмотках 8 и

9, что обуславливает удвоенное приращение ЭДС на выходе преобразователя благодаря дифференциальному включению его измерительных обмоток.

Выбранное соотношение шагов t и однозаходной резьбы на магнитопроводе и многозаходной резьбы на подвижном элементе обеспечивает чувствительность преобразователя к перемещениям х меньшим, чем ширина Ь выступов одноэаходной резьбы магнитопровода, что обуславливает высокую разрешающую способность преобразователя.

В вариантах исполнения преобразователя его обмотка 4 возбуждения может быть выполнена не сосредоточенной, а бифилярно уложенной в пазах однозаходной резьбы одного из кoaicсиальных элементов 1 или 2 магнитопровода. Бифилярно намотанными вокруг выступов многозаходной резьбы подвижного элемента могут быть и измерительные обмотки преобразователя.

Применение на подвижном элементе многозаходной резьбы, например трехэаходной с симметричным расположением крайних заходов относительно среднего захода, повышает стабильность изменения потоков рассеяния (выпучивания) над пазами однозаходной резьбы на единицу перемещения подвижного элемента, что повышает

989313 линейность выходной характеристики преобразователя.

Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения, содержащий магнитопровод, выполненный в виде двух протяженных коаксиально установленных элементов с обращенными один к другому выступами однозаходной резьбы одинакового шага, размещенную на магнитопроводе обмотку возбуждения, установленный в зазоре между коаксиальньми эле-. ментами и связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения подвижный цилиндрический элемент с резьбой на его поверхности, шаг которой связан определеннык соотношением с шагом однозаходной резьбы, и размещенную в пазах резьбы подвиж ного элемента секционированную измерительную обмотку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше5 ния линейности выходной характеристики,.резьба на подвижном элементе выполнена с числом заходов больше двух.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем; что резьба на подвижном элементе выполнена трех10 заходной с равноудаленньми положениями крайних заходов относительно среднего захода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Патент ФРГ Р 24282?4, кл. G 01 D 5/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 781540, кл. G 01 В 7/00, 1978 (прототип).

T 00

ВНИИПИ Гос о ко удар т и ко о делам изобретени

035 Москва X-35

- 5, Раушск ая наб

Филиал

Редактор М„ акаэ 11104/5б

Составитель С.

Техред С.. Скр йпник унова, ври

<орректо

Коста

ППП П

Патент г. Уайород, ул. ул. Проектная, 4