Бесконтактный датчик линейных перемещений

 

(iii991139

ОП ИСАНИИ

И ЗОВРЕТ Е Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмаписткческкх

Рес убпик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 18.07.78 (21) 2653442/25-28 с присоединением заявки РЙ— (28) Приоритет

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень 1!в 3

Дата опубликования описания 23.01.83 (5l)N. Кл.

6 01 В 7/00

Гевудврстаевиый квмвтет

СССР

N яввам взабретевкй и втермтий (53) УДК 531.71 (088.8) Л. А. Борисов, В. В. Москвин, В. М Обушев и А "М. Рыбкий:

Ф

- а...!",.:::, . / (72) Авторы изобретения (71) Заявитель ф ,Ё (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ЦАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению линейных неремещений.

Известен датчик линейных перемещений, содержащий неподвижные обмотки и перемещающиеся стержни магнитопровода (1).

Известен также датчик линейных перемещений, содержащий неподвижный и подвижный магнитопроводы, секционированные обмотки возбуждения и измерительную обмотку (2).

Недостатками известных датчиков являются низкий коэффициент преобразования и недостаточная линейность характеристики, Цель изобретения — повьпиение линейности характеристики и увеличение коэффициента преобразования.

С этой целью в бесконтактном датчике линейных перемещений, содержащем неподвижный магнитопровод с секционированными обмотками возбуждения и измерительной обмоткой, и подвижный цилиндрический магнитопровод, неподвижный магнитопровод снабжен двумя пространственно разнесенными: полюсами, расположенными в плоскостях перпендикулярных оси, кольцевые поверхности которых имеют цилиндрическую форму, каждая секция обмотки возбуждения охватывает оба полюса, секция измерительной обмотки охватывает только один полюс, а подвижный магнитопровод выполнен однородным.

При этом подвижный магнитопровод перекрывает полюса наполовину. !

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разраэ; на фнг. 2 — то же, поперечный разрез.

Датчик. состоит из корпуса 1, статора 2, ротора (подвижный сердечник) 3 и обмоток— возбуждения 4 и измерительной 5. Статор 2 состоит из двух пакетов, набранных из зубчатых листов электротехнической стали и маг20 нитоизолированных друг от друга. Ротор датчика имеет цилиндрическую форму и набран из колец той же стали, что и статор.

Толщина магнитопровода определяется величиной измеряемого перемещения. Обмотка

3 99!

4 возбуждения укладывается в пазы и охватывает оба пакета 4татора, измерительная обмотка 5 также укладывается в пазы статора секции, но раздельно на каждом из пакетов. Секции обмотки возбуждения соединяются согласно для создания магнитных потоков в каждом из пакетов. Секции измерительной обмотки соединяются согласно на каждом пакете и встречно между пакетами.

Устройство работает следующим образом.

В начальном (нулевом) положении датчика потоки в каждом пакете, создаваемые обмоткой 4 возбуждения равны и наводят разные

ЭДС в секции правого и левого пакета измерительной обмотки 5, а их встречное включение обеспечивает на выходе сигнал равный нулю. При смещении ротора в ту или иную сторону изменяется проводимость соответствующего пакета статора (общая проводимость системы остается неизменной). Там, где площадь перекрытия пакета статора движущимся ротором увеличивается, увеличивается и магнитный поток, соответственно увеличивает- ся и наводимая ЭДС в секциях измерительной обмотки 5 этого пакета и наоборот — происходит уменьшение ЭДС в секциях другого пакета. Суммарная ЭДС измерительной обмотки определяется разностью напряжений в секциях обоих пакетов. Эта разница прямо пропорциональна площади перекрытия пакета статора, а следовательно, и длине хода ротора, т.е. на выходе измерительной обмотки

5 сигнал пропорционален линейному перемещению сердечника. В данном случае направление перемещения определяется фазой выходного сигнала, так что при переходе сердечником

"нулевого" положения, фаза изменится на

180 . При вращении гладкого ротора прово139 4 димость пакетов остается неизменной и не влияет на величину выходного сигнала.

Предлагаемый бесконтактный датчик линейных перемещений имеет повышенную линейность характеристики и высокий коэффициент преобразования.

Формула изобретения

1. Бесконтактный датчик линейных перемещений, содержащий неподвижный магнитопровод с секционированными обмотками возбуждения и измерительной обмоткой, и подвижный.

ts цилиндрический магнитопровод, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения линейности характеристики, неподвижный магнитопровод снабжен двумя пространственно разнесенными полюсами, расположен2О ными в плоскостях перпендикулярных оси, кольцевые поверхности которых имеют цилиндрическую форму, каждая секция обмотки возбуждения охватывает оба полюса, секция измерительной обмотки охватывает только один полюс, а подвижный магнитопровод выполнен однородным.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования, подвижный магнито30 провод перекрывает полюса наполовину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 118731, кл. G 08 С 9/04, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР Н 580436, кл. G 01 В 7/00, 1975 (прототип).

991139

Составитель В. Копанев

Техред А.Бабинец

Редактор Н. Бобкова

Корректор Г. Огар

Тираж 600, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 105/53

Подписное

Филиал ППП "Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4