Преобразователь малых линейных перемещений

Преобразователь малых линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцмадкстмчвскии

Реслублнк (i >616528 (61)Дополнительное к авт. свил-ву (51) M. Кл. (22) Заявлено19.07.76 (2! )2389547 25-28

Q 0137/00 ! 908 G 9/О4 с присоединением заявки №

Гесударатвеииый «ам«тат

Совета И«и«строе ИСР аа делам изооретеиий и вткрмтий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.783юллетень №27 (53) УДК 621.314. .214 (088.8) f45) Дата опубликования описания 12.06,78 (72) Авторы изобретения (74) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ ЛИНЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерениям неелектрнческих величин электрическими методами и может быть использовано при измерении малых перемещений, в частности ддя измерения деформаций. Известны преобразователи малых линейных перемещений ддя измерения деформаций - теизометричвские првобразо» ватели j1). Однако онн нв отлйчаюi.садостаточной точностью при работе в условиях высоких температур.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобретению являяся преобразователи типа индуктосин, содержащие неподвижную и подвижные линейки с обмотками, выполненными в виде, пернодического зигзага, иреобраэукепив линейное перемещение в сдвиг фазы выходного сигнала. Эти преобразователи способны устойчиво работать при высоких температурах (2). Однако обеспечение высокой точности при измерении малых перемещений - порядка микрон - в подобных преобразователях затруднено вследствие индуктивного взаимодействия перемычек между основнымя поперечными витками, что приводит к искажению линейной зависимости фазы выходного сигнала от смещения.

Дла повышения точности боковыв края линеек с : обмотками развернуты перпендикулярно к плоскостй линеек.

Кроме того, .ширина витка обмоток равна четверти шага, длина одной обмо1 ки превышает длину другой на 2 3 шага, а зазор между обмотками составляет

0,1-0,2 шага.

На чертеже изображен преобразователь малых линейных перемещений, is Он содержит приемную 1 и передающую 2 линейки с обмотками. Края линеек с обмотками, содеркащие перемычки меяе. ду витками Э н выводы 4, развернуты . перпендикулярно к плоскости линеек, т.е.

2(плоскости основных поперечных витков 5.

Выводы приемной н передакалей обмоток расположены на разных сторонах преобразователя. Ширина витка обмоток равна четверти шага, длина одной обмотки

2 превышает длину другой на два-три шага, А. С, Сергеев, Б. П. Подборонов и Э. Э. Арнольд

616528 а зазор между обмотками составляет

0,1-0,2 шага.

Преобразователь работает следующим образом.

За исходное примем положение, при котором поперечные витки синусной передакюаей 2 обмотки расположены напротив витков приемной 1 обмотки и индуцируют в йих ток, фазу которого можно принять равной нулю. Поперечные витки косинусной обмотки при этом расположены меж О ду витками приемной 1 обмотки и индуцируемый ими сигнал взаимно уничтожается.

При сдвиге обмоток на четверть шага . против витков приемной обмотки витки косинусной передающей обмотки и фаза приемного сигнала оказываются сдвинутыми на 90, Таким образом в бесконечно длинных витках приемной обмотки при дискретном сдвиге относительно исходного положения на величину индуцируется ток с фазой

Хh

2 где h - целое число;

Я - шаг обмотки, )(- смещение. . Зависимость 9(g) при X P — определяет

ns а 4. ся о шением т ° FAe 0 — ширина вит- М

KB.

При =0 25 зависимость P () наи-, s более линейна, т.е. ширина витка равна расстоянию между витками.

Предлагаемая форма линеек позволяет М . существенно снизить это влияние за счет разнесения продольньгх витков без увеличения габаритов. При реальной высоте края обмотки 2-3 мм и зазоре между об мотками 0,1 мм эта связь снижается в

40-. 60 раз и составляет доли процента оТ основного сигнала. Исключение влияния той части продольных витков, которые расположены в плоскости обмоток в

I районе выводов„достигается размеше- . 45 нием выводов на противоположных краях . чувствительного элемента, Поскольку габариты преобразователя, как правило, жестко ограничены, общие длины приемной и передакшей обмоток соизмеримы, поэтому.при смешении обмоток происходит нежелательное снижение амплитуды синусной или косинусной составляющей. Этот краевой эффект достаточно мал, если длина одной из обмоток превышает длину другой на два-три шага.

С увеличением зазора между обмотками линейность характеристики возрастает, но уровень сигнала падает. Оптимальной величиной зазора является величина, рав ная 0,1-0,2 шага.

Предлагаемая форма и параметры преобразователя позволяют получить характеристику, представленную на фиг. 2.

Этот преобразователь имеет шаг 0,6 мм, длину 32 мм, высоту 4 мм. Чувствительность его составляет 0,6 мкм, нелинейность характеристики лежит в пределах

+ 1,5% от диапазона измерения.

Формула изобретения

1. Преобразователь малых линейных перемещений типа. индуктосин, содержащий неподвижную и подвижные линейки с обмотками, выполненными в вице периодического зигзага, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности, боковые края линеек с, обмотками развернуты .перпендикулярно к плоскости линеек.

2. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю ш и и с я тем, что ширийа витка обмоток равна четверти шага, длина одной обмотки превышает длину другой на 2-3 шага, а зазор между обмотками составляет 0,1-0,2 шага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Агейкин Q. И. и др. Датчики контроля и регулирования,— М., Машиностроение, 1965, с. 139.

2. Авторское свидетельство СССР № 462197, кл. Ci08 С 9/04, 1973.