Датчик линейных перемещений

Датчик линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность двухкоординатного датчика линейных перемещений, содержащего две пары установленных по сторонам квадрата вторичных обмоток и размещенную с возможностью перемещения в области геометрического центра квадрата первичную обмотку. Вторичные обмотки выполнены цилиндрическими с плотностью числа витков, возрастающей пропорционально расстоянию от их середины, и установлены с возможностью регулировки их положения. Первичная обмотка выполнена в виде струны, натянутой вдоль оси датчика. Вторичные обмотки устанавливаются в процессе измерений на объекте контроля. При его перемещении величина ЭДС, наводимая во вторичных обмотках, изменяется пропорционально величине перемещения по каждой из координат в плоскости вторичных обмоток. Благодаря компенсации краевых эффектов за счет неравномерной плотности числа витков вторичных обмоток и вследствие возможности юстировки датчика путем регулировки положения вторичных обмоток достигается повышение точности двухкоординатных измерений перемещений. 1 ил. N5 to ОС а ГС ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1223025 (5ц 4 G Ol В 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697534/25-28 (22) 11.11.83 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии (72) Ю. Г. Мозжерин, Н. И. Стефаненко, М. И. Ковтун и С. П. Новоселов (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 238801, кл. G 01 С 15/10, 1969.

Агейкин Д. И. Датчики контроля и регулирования. — М.: Машиностроение, 1965, с. 180. (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность двухкоординатного датчика линейных перемещений, содержащего две пары установленных по сторонам квадрата вторичных обмоток и размещенную с возможностью перемещения в области геометрического центра квадрата первичную обмотку. Вторичные обмотки выполнены цилиндрическими с плотностью числа витков, возрастающей пропорционально расстоянию от их середины, и установлены с возможностью регулировки их положения. Первичная обмотка выполнена в виде струны, натянутой вдоль оси датчика.

Вторичные обмотки устанавливаются в процессе измерений на объекте контроля. При его перемещении величина ЭДС, наводимая во вторичных обмотках, изменяется пропорционально величине перемещения по каждой из координат в плоскости вторичных обмоток. Благодаря компенсации краевых эффектов за счет неравномерной плотности числа витков вторичных обмоток и вслед- сй ствие возможности юстировки датчика путем регулировки положения вторичных обмо- фф ток достигается повышение точности двух- %У1 координатных измерений перемещений. 1 ил.

1223025

50

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов по двум координатам относительно натянутых струн, например, секций бетонных плотин относительно струн прямых и обратных отвесов при автоматизации геодезических набл юден и й.

На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит первичную обмотку, вы10 полненную в виде струны 1, установленной с возможностью перемещения и связываемой в процессе измерений с контролируемым объектом. На корпусе 2 датчика закреплены четыре цилиндрических сердечника 3 из немагнитного материала, на которых размещены профилированные вторичные обмотки 4, которые могут быть выполнены в виде включенных последовательно-согласно секций, либо в виде единой катушки с плавно увеличивающимся к концам числом витков. 20

Плотность числа витков обмоток 4 на единицу длины возрастает пропорционально расстоянию от середины обмоток (при секционированном выполнении обмоток 4 секции каждой нары выполняются с числом витков, пропорциональным их расстоянию от середины обмоток). Обмотки 4 установлены

110 сторонам квадрата симметрично относительно геометрического центра 5 датчика (корпуса 2) . К парам противоположно расположенных вторичных обмоток 4, включенных между собой последовательно-встречно, присоединен своими входами двухканальный измерительный прибор (не показан).

Одна из пар обмоток 4 установлена на корпусе 2 с возможностью регулировки ее углового положения относительно геометрического центра 5 датчика. Регулировочными элементами этой пары являются винты 6.

Каждая из обмоток 4 с сердечником 3 установлена также с возможностью регулировI ки расстояния до геометрического центра 5 с помощью винтов 7. Параллельно распо- 40 ложенные обмотки 4 установлены на расстоянии между собой, превышающем величину, равную трем диаметрам сердечников 3 (внутренние диаметры вторичных обмоток 4).

Первичная обмотка (струна 1) подключена к источнику питания переменного тока (не показан) и образует с вторичной обмоткой 4 воздушный трансформатор.

Датчик линейных перемещений работает следующим образом.

Корпус 2 устанавливается на объекте контроля так, что струна 1 расположена в области геометрического центра 5 датчика.

Так как положение струны 1 (отвеса) может не совпадать с электромагнитным центром обмоток 4, в исходном положении осуществляется юстировка датчика. С этой целью регулируют положение корпуса на объекте контроля, добиваясь совпадения центра электромагнитной симметрии обмоток 4 с исходным положением струны 1. При их совпадении величина суммарной ЭДС, наводимой магнитным потоком первичной обмотки (струны 1) в каждой паре вторичных обмоток 4, равна нулю. Соответственно равны нулю и показания двухканального измерител ьно го п р и бор а.

Регулировкой углового положения одной из пар обмоток 4 с помощью винтов 6 добиваются равенства нулю выходного сигнала датчика во всем диапазоне контролируемых перемещений по оси Х. После этого регулировкой положения другой пары обмоток 4 с помощью винтов 7 добиваются равенства нулю выходного сигнала по второму каналу измерительного прибора во всем диапазоне контролируемых перемещений по оси У. В результате указанной юстировки центр электромагнитной симметрии обмоток 4 устанавливается в попожение, совпадающее с исходным положением струны 1, а оси электромагнитной симметрии — в положение, совпадающее с осями Х и У контролируемых перемещений.

При перемещении контролируемого объекта струна 1 смец ается относительно центра электромагнитной симметрии обмоток 4, в результате чего в каждой из пар паралле.пьно расположенных обмоток 4 наводится суммарная ЭДС, пропорциональная по величине контролируемому перемещению по оси Х и У, а по фазе соответствующая знаку перемещения от исходного положения. ЭДС и фаза каждой пары обмоток контролируются с помощью двухканального измерительного прибора. Так как плотность магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой — струной 1, квадратично уменьшается по мере удаления от нее, соответственно уменьшаются и величины ЭДС, наводимые в витках обмоток 4 по мере увеличения расстояния до струны 1. Однако вследствие того, что количество витков профилированных обмоток 4 в областях, удаленных от электромагнитного центра датчика, увеличено, обеспечивается линеаризация чувствительности датчика. Вследствие краевых эффектов линеаризация обеспечивается лишь при условии, что обмотки 4 расположены достаточно далеко от области контролируемых перемещений по осям Х и У, т е. на расстоянии между собой, превышающем по крайней мере трехкратную величину внутреннего диаметра обмоток. Благодаря этому, а также вследствие возможности юстировки датчика путем регулировки положения обмоток достигается повышение точности двухкоординатных измерений перемещений.

Датчик линейных перемещений, содержащий корпус, установленные на нем симмет1223025

Составитель И. Кислицын

Техред И. Верес Корректор A. Обручар

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород. ул. Проектная, 4

Редактор О. Головач

Заказ )699 41 рично относительно геометрического центра датчика две пары включенных последовательно-согласно вторичных обмоток и размещенную с возможностью перемещения первичную обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности двухкоординатных измерений, вторичные обмотки выполнены цилиндрическими с плотностью числа витков на единицу длины, возрастающей пропорционально расстоянию от их середины, и установлены по сторонам квадрата с возможностью регулировки их положения относительно геометрического центра датчика на расстоянии между собой, превышающем трехкратную величину внутреннего диаметра вторичных обмоток, а первичная обмотка выполнена в виде струны, натянутой вдоль оси датчика.