Датчик линейных перемещений

Датчик линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ , содержащий стаканообразный ферромагнитный корпус, размещенные в нем ферромагнитный сердечник, соеди няeмый в процессе измерений с объектом контроля, обмотка возбуждения, две измерительные обмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, |расположенную со стороны открытого торца корпуса, отличающий -b v: ,:j,,;5 I , .,. ;С я тем, что, с целью повышения точности датчика путем стабилизации положений нуля характеристики преобразования при изменении температуры окружающей среды, симметрирующая втулка установлена с возможностью перемещения вдоль оси корпуса с помощью гайки, имеющей резьбу на внешней и внутренней поверхностях, и выполнена из материала с коэффициентом f линейного температурного расширения, удовлетворяющим условию /b 42-od, 0. о i где 1,0 эффективная длина корпуса; с эффективная длина симметрирующей втулки; с oi коэффициент линейного температурного расширения материала корпуса.

„.SU„„1 33849

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

3 Ю G 01 В /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ ) aLI — Со

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3426587/25-28 (22). 20.04.82 (46) 07.08.83. Бюл. и 29 (72) В.М. Чудов и Т.И. Мурашкина (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

475499, кл. G 01 B 7/14, 1973.

2. Бесконтактные датчики положения:

Обзоры по межотраслевой тематике

ГОСИНТИ. М., 1970 с. 40 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК ЛИНЕИНЦХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий стаканообразный ферpoMBIHHTHbIA корпус, размещенные в нем ферромагнитный сердечник, соеди няемый в процессе измерений с объектом контроля, обмотка возбуждения, две измерительные обмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, . расположенную со стороны открытого торца корпуса, о т л и ч а ю щ и й:с я тем, что, с целью повышения точности датчика путем стабилизации положения нуля характеристики преобразования при изменении температуры окружающей среды, симметрирующая втулка установлена с возможностью перемещения вдоль оси корпуса с помощью гайки, имеющей резьбу на внешней. и внутренней поверхностях, и выполнена из материала с коэффициентом р линейного температурного расширения, удовлетворяющим условию где Lp - эффективная длина корпуса; < - эффективная длина симметрирующей втулки;

О - коэффициент линейного температурного расширения мате. риала корпуса.

4 10338

Изобретение относится к измери-. тельной те нике и может быть использовано для контроля перемещений объек тов в условиях повышенных температур.

Известен датчик линейных перемещений дифференциально-трансформаторно

ro типа, содержащий корпус с закрепленными в нем на каркасе обмотками и симметрирующим элементом в виде магнитного шунта, установленным с воэможностью перемещения вдоль оси датчика (1 j

Недостатком датчика является высокая температурная погрешность, обусловленная изменением геометрических и электромагнитных пораметров датчика при изменении температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик линейных перемещений, содержащий ста- 2О канообразный ферромагнитный корпус, размещенные в нем ферромагнитный сердечник, соединяемый в процессе измерений с объектом контроля, обмотка возбуждения, две измерительные обмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, расположенную со стороны открытого торца корпуса. Симметрирующая втулка закреплена на корпусе неподвижно и предназначена для устранения влияния на характеристику преобразования датчика поперечной асимметрии его корпуса (2 ).

Недостатком датчика является низкая точность, обусловленная отсутствием регулировки нулевого положения и высокой температурной погрешностью в области нуля характеристики преобразования.

Цель изобретения - повышение точности датчика путем стабилизации положения нуля характеристики преобразования при изменении температуры ок" ружающей среды.

Эта цель достигается тем, что в

45 датчике линейных перемещений, содержащем стаканообразный ферромагнитный корпус, размещенные в нем Ферромагнит. ный сердечник соединяемый в процес) се измерений с объектом контроля, обмотка возбуждения, две измерительные обмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, расположенную со стороны открытого торца корпуса, симметрирующая втулка установлена с воэможностью перемещения вдоль оси корпуса с помощью гайки, имеющей резь бу на внешней и внутренней поверхнос-.

I тях, и выполнена из материала с коэф-:

49 2 фициентом Р линейного температурнопг расширения, удовлетворяющим условию

I р» ы., (I

О где 4< - эффективная длина корпуса;

Ро - эффективная длина симметрирующей втулки;

С - коэффициент линейного темпе" ратурного расширения материала корпуса.

На чертеже показан общий вид датчика, разрез.

Датчик линейных перемещений содержит ферромагнитный корпус 1, выполненный в виде цилиндрического стака.на с отверстием по центру днища. В корпусе 1 размещены сердечник 2 из ферромагнитного материала, связываемый в процессе измерений через отверстие в днище с контролируемым объекroM (не показан), и изоляционный каркас 3, На каркасе закреплены обмотка

4 возбуждения, подключаемая к источнику напряжения переменного тока, и измерительные обмотки 5, соединенные встречно-последовательно. Со стороны открытого торца корпуса 1 размещены симметрирующая втулка 6 и гай ка 7 с резьбой на внутренней и внешней цилиндрических поверхностях. На внутренней стенке стаканообразного корпуса 1 со стороны его открытого торца также выполнена резьба, обеспечивающая регулируемое соединейие гайки 7 с корпусом 1, С помощью внутренней резьбы на гайке 7 закреплена симметрирующая втулка 6, рабочий торец которой обращен в сторону сердеч1 ника 2. Втулка 6 выполнена из электропроводящего материала с коэффициентом лйнейного температурного расширения, удовлетворяющим условию (1 .

Датчик работает следующим образом.

Изменение положения сердечника 2, вызвайное перемещением контролируемого объекта, приводит к изменению магнитных потоков, создаваемых обмоткой

4 возбуждения и проходящих через измерительные обмотки 5, и к соответствующему изменению наводимых в них

ЭДС. По величине и фазе разности ЭДС измерительных обмоток 5 на выходе датчика определяют перемещение контролируемого объекта. С помощью электропроводной симметрирующей втулки 6 осуществляется компенсация поперечной асимметрии корпуса 1 датчика и возможной неидентичности измерительных.3 1033849 обмоток 5, оказывающих дестабилизи- .ки 6 путем разделЬного. перемещения

:рующее влияние на положение нуля ха- гайки 7 и втулки 6, обеспечивают ре рактеристики преобразования датчика, гулировку изменения зазора d" с изме-..

Изменяя величину зазора d"Oèåæäó нением температуры окружающей среды. (рабочей поверхностью втулки 6 и ближайи1ей к ней измерительной. обмоткой $ для температурнОй компенсации извлияющего на коэффициент индуктивной менения положения нуля характеристи.связи этой измерительной обмотки 5 с ки преобразованию датчика производят обмоткой g возбуждения и, следователь" его РегулиРовку м @дующим образом. но, на ЭДС этой обмотки,:что обеспе- 1а Сохраняя неизменмей величину зазора . ,чивается перемещением, втулки 6 вдоль до установленную при регулировке оси корпуса 1, устанавливают равенст- нуля при нормальной температуре, враво ЭДС измерительных обмоток 5 и ну- . щением гайки 7 и втулки 6 подбирают левой выходной сигнал датчика при ну такое соотноаение их эффективных левом перемещении объекта. 15 длин при котором охра ет поло

Изменение зазора Ф может быть осу жение .нУЯЯ хаРактеРистики датчика б ществлено .либо перемещением гайки 7 при максимальной (минимальной) тем-относительно корпуса l либо перемеще . пературе- окружающей среды. нием втулки 6 относительно гайки 7, таким образом, в датчике обеспечива" ре Для обеспечения возможности Регу" ется регулируемая компенсация влияния лировки температурного изменения зазоего электромагнитной и геометрической ра о коэффициент ф линейного темпеасимметрии. ратурного расвирения -материала втул11Ри изменении температуры окружаю- ки должен быть не меыаЕ аеличины, щей среды изменяются в противополож- 5 определяемой из условия нулевого изных направлениях эффективная длина t. менения зазора 6< при крайнем полокорпуса 1 между базовой поверхностью женин гайки 7 у торца корпуса и втул- .гайки 7 и закрытым торцом корпуса 1 .ки 6 у базовой поверхности гайки 7. и эффективная длина В втулки 6, рав- При этом из условий (2) и (3) выте-ная расстоянию от базовой поверхности кает ограничение (1) на соотноаение

36 гайки 7.до поверхйости рабочего торца коэффициентов линеиного расвирения.втулки 6, Изменения Д1 и Д эффектна- материалов корпуса 1 и втулки 6. ной длины Lo корпуса и эффективной длины Р втулки, соответственна, с . : Благодаря тому, что в датчике осу" изменением dt температуры окружающей ществляется регулировка положения

35 среды равны нуля характеристики преобразования

Д L - 1 фЮ, Й Е-0о/31t. (2) . при нормальной температуре и регулиНеизменность зазора d"e с измене- ровка степени температурной компенсанием температуры достигается при ус- ции, обеспечивается эффективная стаби.ъ

I ловии .лизация положения нуля характеристи L = д Е, (3) ки датчика в рабочем диапазоне темпеУстанавливая различное соотноше- ратур и достигается повышение его точние эффективных длин корпуса 1 и втул- ности. ю

1033849

Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб ., д . 4/5

Заказ 5605/42 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. КислиЧин

Редактор Н. Бобкова Техред В,Далекорей Корректор А. Ференц