Устройство для измерения линейных перемещений

Устройство для измерения линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность устройства для измерения линейных перемещений, которое содержит трансформаторный датчик с якорем в виде чередующихся электропроводных и ферромагнитных . участков Датчик содержит также первичную обмотку и две размещенные симметрично по разные стороны от нее секции вторичной обмотки. К точке соединения секций вторичной обмотки подклкгаен подвижный контакт потенциометра, присоединенного крайними вьгаодами к источнику питания. Последовательно с первичной обмоткой включен регулируемой резистор. К вьгводам вторичной обмотки подключен фа .зометр. При перемещении якоря одновременно изменяются величина и фаза напряжения на обьютках трансформаторного датчика. Результирукщая разность фаз сигналов на входах фазометра изменяется при полном перемещении якоря на 720. Благодаря pacnm- рению диапазона изменения выходного сигнала при одном и том же перемещении якоря достигается повьшение чув ствительности устройства. 2 ил. (Л С а ю оо со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5н 4 С 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 3786216/25-28 (22) 28.08.84 (46) 15,05.86. Вюл. В 18 (71) Уфимский нефтяной институт (72) С.В.Чигвинцев (53) 621. 317. 39 3 531. 71 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 386419, кл. С 08 С 9/04, 1973.

Патент Великобритании 0 883781; кл. 6 08 С 9/04, 1961. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕИИЦЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике н позволяет повысить чувствительность устройства для измерения линейных перемещений, которое содержит трансформаторный датчик с якорем в виде чередующихся электропроводных и ферромагнитных участков Датчик содержит также пер—..SUÄÄ 1231387 А1 вичную обмотку и две размещенные . симметрично по разные стороны от нее секции вторичной обмотки. К точке соединения секций вторичной обмотки подключен подвижный контакт потенциометра, присоединенного крайними выводами к источнику питания. Последовательно с первичной обьюткой включен регулируемый резистор, К выводам вторичной обмотки подключен фа,зометр. При перемещении якоря одновременно изменяются величина и 4esa напряжения на обмотках трансформаторного датчика. Результирующая разность фаз сигналов на входах фазометра изменяется при полном переме- g. щении якоря на 720 . Благодаря расширению диапазона изменения выходного сигнала при одном и том же перемещении якоря достигается повышение чувствительности устройства. 2 ил.

87 2 ря 2. Угол Р сдвига, фаз достигает минимума при перемещении якоря от исходного положения, показанного на чертеже, на величину четверти шага Т, и максимума при его перемещении на величину 3/4 Т. Этим положениям соответствуют минимумы (максимумы) вносимых в цепь обмотки 5 активного и индуктивных сопротивлений.

Перемещение якоря 2 приводит также к периодическому изменению амплитуды магнитных потоков, пронизывающих секции 6 и 7 вторичной обмотки датчика 1. Минимум амплитуды магнитного потока через них достигается при положении электропроводных участков 4 якоря, 2 между первичной обмоткой 5 и секциями 6 и 7 вторичной обмотки, что на фиг. 2 соответствует точкам О и Т по оси абсцисс. Максимум амплитуды магнитного потока, прони.. зывающего секции 6 и 7, достигается при удаленном положении электропроводных участков 4 (точки Т/2, ЗТ/4 и таад )е

В соответствии с фазой и амплитудой магнитных потоков через секции

6 и 7, создаваемых первичной обмоткой 5, изменяются фаза и амплитуда

ЭДС, наводимых в секциях 6 и 7.

Фаза р этих.ЭДС изменяется приблн6 зительно по еинусоидальному закону в зависимости от перемещения Х, а амплитуда U - no косинусоидальному ь закону.

С ЭДС секции 6 суммируется вспомогательное напряжение на подвижном контакте потенциометра 10 и результирующее напряжение подается на информационный вход фазометра 11, а

ЭДС секции 7 вычитается из. вспомогательного напряжения на подвижном контакте потенциометра 10, и результирующее напряжение подается на опорный вход фазометра 11. Вследствие одновременного изменения в зависимости от перемещения Х амплитуды

11 и фазы Ч ЭДС секций 6 и 7 но указанным законам, фазы результирующих сигналов на входах фазометра изменяются в противоположных направлениях пропорционально перемещению на +360 и -360 соответственно при перемещении якоря 2 на величину Т шага чередования ферромагнитных и электропроводных участков якоря 2. Результирующая разность фаз сигналов на входах фазометра изменяется нри этом на

720

f 12313

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения больших линейных перемещений различных объектов.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.

На фнг. 1 приведена условная конструктивная схема устройства для измерения линейных. перемещений; на 10 фиг.2 — график изменения амплитуды и фазы напряжения на одной as секций вторичной обмотки датчика перемещений в зависимости от перемещения его якоря. t5

Устройство содержит трансформаторный датчик 1 перемещений со стержневым якорем 2 в виде чередующихся ферромагнитных участков 3 и расположенных между ними электронроводных участков 4. Коаксиально, со стержневым якорем 2 размещены первичная обмотка

5 и секции 6 и 7 вторичной обмотки датчика 1. Секции 6 и 7 включены между собой последовательно-встречно и 25 размещены по обе стороны от первичной обмотки 5.. К одному из выводов .первичной обмотки подключен источник

8 питания переменного тока непосредственно, а между другим выводом об- З0 мотки, 5 и этим источником, включен регулируемый резистор 9. К клеммам источника 8 питания подсоединен потенциометр 10, подвижный контакт которого подключен к точке соединения секций 6 и 7 вторичной обмотки датчи3S ка 1. К свободным концам секций 6 и 7 вторичной обмотки подключен опорным и информационным входами фазометр 11.

Устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом.

При перемещении якоря 2 изменяются потери обусловленные влиянИем электропроводных участков 4 якоря 2, и магнитная проводимость на пути магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой 5 датчика 1.

В результате изменяются величины внесенных.в ее цепь активного и индуктивного сопротивлений и угол р. сдвига фаз между напряжением питания и током обмотки 5. Угол м сдвига фаз является периодической функцией величины линейного перемещения Х якоря 2 (фиг.2). Период его изменения равен шагу Т чередования электропроводных и ферромагнитных участков. яко3 123

Регулирование величины вспомогательного напряжения с помощью потенциометра 10 и величины минимального активного сопротивления в цепи первичной обмотки 5 с помощью геременно- го резистора 9 необходимо для обеспечения работоспособности устройства при наличии технологического разброса параметров датчика 1.

1О

В результате одновременного воздействия перемещений якоря на фазу и амплитуду ЭДС, трансформируемой в секциях вторичной обмотки, достигается расширение диапазона изменения выходного сигнала при одном и том же перемещении якоря, благодаря чему обеспечивается цовьппение-чувстви.тельности устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее трансформа1387 . 4 торньй датчик перемещений с якорем в виде чередующихся ферромагнитных и электропроводных участков, первичной обмоткой и установленными симметрично относительно нее двумя соединенными последовательно-встречно секциями вторичной обмотки, измерительный прибор для измерения сигнала. датчика и соединенный с первичной обмоткой датчика источник питания, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повь1шения чувствительности, . устройство снабжено подключенные к источнику питания потенциометром, подвижный контакт которого присоединен к точке соединения секций вторичной обмотки, и включенным последова,тельно с первичной обмоткой регулируемым резистором, измерительный прибор выполнен в виде фазометра, свободный конец одной из секций вторичной обмотки подключен к его информационному входу, а свободный конец другой секции — к его опорному входу.! 23) 387

Ю2

Составитель И. Кислицин

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Редактор А.Огар

Заказ 2555/46 Тираа 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно"полиграфическое предприятие, r. Укгород, ул. Проектная, 4