Электромагнитный преобразователь линейного перемещения

Электромагнитный преобразователь линейного перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, Пель - повысить чувствительность и точность электромагнитного преобразователя линейных перемещений за счет регулировки степени экранирующего влияния якоря на его измерительную обмотку и обеспечения температурной коррекции его характеристики преобразования. Обмотка 4 возбуждения и измерительная обмотка 3 преобразователя размещены в полости разъемного корпуса, состоящего из двух соединенных торцами и расположенных соосно ферромагнитной и элекшТЕЛЬ еричувагпепе его ия тека ости оек# S7J тропроводной частей. Якорь тгреобразователя также состоит из соединенных торцами ферромагнитного 9 и электропроводного 10 стержней. Между обмотками 3 и 4 установлено разрезное электропроводное кольцо 6, в разрезе которого размещен бескорпусный МОП-транзистор 8, сток и исток которого электрически присоединены к стенкам разреза в кольце. С помощью вторичного блока преобразователя, присоединенного к выводам обмоток 3 и 4 преобразователя и затвору МОП-транзистора и: содержащего микро ЭВМ, АЦП и коммутатор, обеспечивается работа преобразователя в двух режимах - градуировочном, когда с помощью коммутатора и МОП-транзи стора соединяются стенки кольца и обмотка 3 экранируется от обмотки 4, вследствие чего преобразователь становится нечувствительным к положению его якоря, формируется корректирующая поправка, а также в измерительном режиме, когда экранирующее кольцо 6 размыкается и осуществляется измерение ЭДС на обмотке 3, зависящее от положени я якоря преобразователя, 2 ил. с (Л to ел 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 140 1 254 (5D 4 G 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4104103/25-28 (22) 28.08.86 (46) 07.06 ° 88. Бюл. 9 21 (71) Отдел физики и математики Башкирского филиала АН СССР (72) А,И.Никонов, P.À.Ãàíååâ, T.М,Хайруллина и В.В.Черных (53) 62).317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 220773, кл. 6 01 В 7/00, )968.

Авторское свидетельство СССР

11 491024, кл. G 01 В 7/1О, 1975. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель — повысить чувствительность и точность электромагнитного преобразователя линейных перемещений за счет регулировки степени экранирующего влияния якоря на его измерительную обмотку и обеспечения температурной коррекции его характеристики преобразования, Обмотка 4 возбуждения и измерительная обмотка

3 преобразователя размещены в полости разъемного корпуса, состоящего из двух соединенных торцами и расположенных соосно ферромагнитной и электропроводной частей. Якорь преобразователя также состоит из соединенных торцами ферромагнитного 9 и электропроводного 10 стержней. Между обмот-. ками 3 и 4 установлено разрезное элек тропроводное кольцо 6, в разрезе кото рого размещен бескорпусный МОП-транзистор 8, сток и исток которого электрически присоединены к стенкам разреза в кольце. С помощью вторичного блока преобразователя, присоединенного к выводам обмоток 3 и 4 преобразователя и затвору МОП-транзистора и содержащего микроЭВМ, АЦП и коммутатор, обеспечивается работа преобразователя в двух режимах— градуировочном, когда с помощью коммутатора и МОЛ-транзистора соединяются стенки кольца и обмотка 3 экрани" руется от обмотки 4, вследствие чего преобразователь становится нечувствительным к положению его якоря, формируется корректирующая поправка, а также в измерительном режиме, когда экранирующее кольцо 6 размыкается и осуществляется измерение ЭДС на обмотке 3, зависящее от положения якоря преобразователя. 2 ил.

1401254

Преобразователь содержит полый цилиндрический корпус, выполненный разъемным по длине из двух частей 1 и 2. Часть 1 выполнена из ферромагнитного материала, а часть 2 — из электропроводного диамагнитного материа- . 25 ла, Во внутренней полости частей 1 и

2 корпуса установлены соосно соленоидная измерительная обмотка 3 и обмотка 4 возбуждения. Для предохране- 30 ния обмоток 3 и 4 от повреждения предназначен изоляционный каркас 5.

Обмотки 3 и 4 имеют общую точку соединения, которая подключена к общей точке преобразователя. Между обмотка- 3 ми 3 и 4 установлено разрезное электропроводное кольцо 6 с разрезом 7, в котором размещен МОП-транзистор 8.

Его сток и исток электрически соединены со стенками кольца 6 в зоне его 40 разреза. Затвор транзистора 8 предназначен для подачи на него сигнала управления. В полости обмоток 3 и 4 на оси преобразователя установлен с возможностью перемещения якорь, вы- 45 полненный в виде соединенных торцами ферромагнитного стержня 9 и электропроводного диамагнитного стержня 10.

Свободный торец ферромагнитного стержня 9 предназначен для связи с объектом контроля, Свободный торец электропроводного стержня 1О и электропроводная часть 2 корпуса скреплены между собой, например, с помощью электропроводного диска, образующего днище корпуса. К свободному выводу обмотки 4 возбуждения подключен одним выводом балластный резистор 11, другой вывод которого предназначен для

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова-! но для коитроля позиционирования подвижных объектов. 5

Целью изобретения является повы1 шение чувствительности и точности электромагнитного преобразователя путем регулировки степени экранирующего влияния якоря на обмотку и учета тем- 10 пературной и временной нестабильности его характеристики преобразования. 1

На фиг ° 1 показана конструкция электромагнитного преобразователя линейного перемещения; на фиг.2 — схема подключения к вторичному блоку измерения и преобразования выходного сигнала преобразователя. подключения источника питания переменного тока (не показан}. При выполнении измерений к противоположным выводам обмотки 4 возбуждения и измерительной обмотки 3, а также к затвору транзистора 8 подключают вторичный измерительный блок 12, включающий в себя микро-3ВМ 13 с информационным входом 14 и двумя управляющи" ми выходами 15 и 16. К информационному входу 14 подключен выходом аналого-цифровой преобразователь (AIUIj

17, к входу которого подключен двухвходовой коммутатор 18, выполненный в виде пары соединенных выходами управляющих электронных ключей 19 и

20, управляемые входы которых соединены с управляющими выходами 15 и 16 микро-ЭВМ 13. Вход. ключа 19 соединен с началом обмотки 4 возбуждения, а вход клича 20 — с концевым выводом измерительной обмотки 3. К затвору

МОП-транзистора 8 подключен управляющий вход ключа 19.

Электромагнитный преобразователь линейного перемещения работает в два такта. Первый такт — градуировочный, а второй — измерительный. Управление работой преобразователя (переключение из градуировочного режима в измерительный) выполняется автоматически с помощью микро-3ВМ 13. В градуировочном режиме на выходе !6 микро-ЭВМ 13 формируется с игнал высокого уровня, а на выходе 15 — сигнал низкого уровня. Это вызывает замыкание электронного ключа 19 и шунтирование электродов сток-исток МОП-транзистора 8. Ключ 20 при этом разомкнут и поэтому к информационному входу 14 микро-3ВМ 13 подключена через АЦП 17 только обмотка 4 возбуждения преобразователя. При этом стенки электропроводного кольца 6 в зоне разреза Т замкнуты МПЛ-транзистором 8 и оно поэтому представляет собой в градуировочном режиме короткозамкнутый виток, экранирующий обмотку 4 возбуждения от электропроводной части 2 корпуса и электропроводного стержня 10 якоря, Положение якоря при этом не влияет на величину полного индуктив" ного сопротивления обмотки 4. Это сопротивление, однако, зависит от температурной нестабильности магнитной проницаемости материалов корпуса и якоря. Допустимо считать,что эти пара54 з 14012 метры одинаково влияют на обмотку 4 возбуждения и измерительную обмотку 3. По» этому величина ЭДС на обмотке 4 воз-, буждения при замкнутом электропровод5 ном кольце Ь, преобразуемая с помощью АЦП 17 в цифровой эквивалент на входе 14 микро-ЭВМ 13, однозначно характеризует температурное изменение характеристики преобразования 10 электромагнитного преобразователя перемещения в момент измерений, соответ. ствующий начальным (эталонным) условиям. Ло величине этой ЭДС микро-3ВМ вычисляет действительные параметры характеристики преобразования и заполняет их, В измерительном такте на управляющем выходе 15 микро-ЭВМ 13 формируется сигнал высокого уровня, а на вы- 20 ходе 16 — сигнал низкого уровня, При этом ключ 19 и МОП-транзистор Я переходят в разомкнутое состояние, а ключ 18 — в замкнутое. В результате на вход АЦП 17 подключается измерительная обмотка 3 преобразователя, а обмотка 4 возбуждения отключается.

Разрезное кольцо 6 с разомкнутыми

МОП-транзистором 8 стенками в зоне разреза перестает оказывать экранирую- З0 щее влияние на работу преобразователя. В результате сигнал измерительной обмотки 4 начинает зависеть от осевого положения стержней 9 и 10 и части 2 корпуса, т.е. от перемеще.ния объекта контроля.

Действительно, при перемещении объекта контроля в направлении х изменяется положение ферромагнитного стержня 9, электропроводного стержня 40

10 и электропроводной части 2 корпуса относительно измерительной обмотки 3.

Это приводит к изменению степени экранирования измерительной обмотки 3 и эквивалентной магнитной проводимости 45 на пути магнитного потока, создаваемого обмоткой 4 возбуждения и пересекающего витки измерительной обмотки

3. Вследствие этого происходит изменение величины ЭДС, индуктируемой в 50 измерительной обмотке 3, приблизитель. но пропорционально величине перемещения„ Точное значение величины контролируемого перемещения вычисляется по градуировочной характеристике преобразователя, хранящейся в памяти мик-ро-ЭВМ 13 и скорректированной с учетом результатов градуировочного такта работы преобразователя.

Благодаря более сильному выраженному влиянию перемещений якоря и связанной с ним электропроводной части корпуса на ЭДС измерительной обмотки повьппается чувствительность преобразователя, а вследствие непрерывного отслеживания температурных и временных изменений его характеристики преобразования повьппается его точность

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Электромагнитный преобразователь линейного перемещения, содержащий полый цилиндрический корпус, размещенные в нем соленоидную измеритель" ную обмотку и якорь, выполненный в виде соединенных между собой торцами ферромагнитного и электропроводного стержней, свободный торец одного из которых предназначен для связи с объектом контроля, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения чувствительности и точности преобразователя, он снабжен обмоткой возбуждения, размещенный соосно с измерительной обмоткой, установленным между ними разрезным электропроводным кольцом и размещенным в его разрезе МОП-транзистором, сток и исток которого соединены с противоположными стенками кольца в зоне разреза, полый корпус выполнен разъемным по длине из двух частей, одна из которых выполнена из ферромагнитного матерна" ла и охватывает обмотку возбуждения, а вторая — из электропроводного мате риала и прикреплена к свободному торцу электропроводного стержня.!

401254

Составитель И.Кислицын

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор О.Головач

Заказ 2779/37

Тираж б80

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная,