Устройство для преобразования линейных перемещений

Устройство для преобразования линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OПИСAНИЕ

i83O6P ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуолн«! ii> 7442I7 (б1) Дополнительное к 3ВТ. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2565231/25-28

3! i Ч.Кл. - GOI В,00

G 08 C9i04 с ..рисоeд»нeниeм заявки—

Государственный квмитет (231 Приоритет— ! 1 (131 Опускпикованс 30.06.80. Бюллетень „¹ 24 (1;- 5; Дата опубликования описания 30.0б.ь0 по делам изооретеннй и открытий

153 УДК 621 317 39

:531.717 (088.8) (72) Авторы изобретения

E. А. Артюхов, Г. Л. Геравкер и Л. С. Элинсон (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЛИНЕЙНЪ|Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частности для высокоточного измерения линейных перемещений.

Известны индуктивные преобразователи линейных перемещений, состоящие из прохоjHolo якоря, на котором нарезана винтовая резьба, и двух магнитопроводов, зыполненных в виде разъемных гаек с обмотками внутри. Между якорем и гайками имеется воздушный зазор (1 и 2).

Недостатками этих преобразователей являются их невысокая точность, обусловленная погрешностями, возникающими вследствие нет1очности изготовления зубцов якоря и сердечников, и дискретный характер информации о линейных перемещениях, определяемый числом витков якоря (число нулей напряжения на измерительной об.,ютке) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для преобразования линейных перемещений, содержащее выполненные из диэлектрика цилиндрический стержень и охватывающую его подвижную .измерительную втулку. смежных поверхностях которых в витках многозаходной резьбы размещены бифи лярные обмотки (3).

Недостатком известного устройства является его недостаточно высокая точность измерений, обусловленная ошибками, возникающими из-за погрешностей изготовления, и дискретным характером информации о линейных перемещениях.

Целью изобретения является повышение точности измерения линейных перемещеit !É.

10 Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено двигателем, связанным со стержнем, неподвижной опорной втулкой, охватывающей стержень и выполненной из диэлектрика, и до15 полнительной бпфилярной обмоткой, размещенной в витках многозаходной резьбы

»а внутренней, обращенной к стержню, поверхности неподвижной втулки.

На фпг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — графики, поясняощие его работу.

Предлагаемое устройство, содержи внутренний цилиндрический стержень 1 диэлектрика, две внешние — опорную 2 I .

25 измерительную 3 втулки, также выполненные из диэлектрика, и двигатель 4, например синхронный, связанный со стержнем

1,и вращающий с-,о с постоянной скоростью.

На внешней поверхности стержня 1 и внутренних, сопрягающихся со стержнем, по744217

i: "»;»Остях i:Tóëoi(2 ii ) iiailccctt(.I печатные () )>ROTI(ti 5, б и 7, причем на стержне 1 наi Осе!»; Оо,стка 5 .>Озб ждс»»я, »а t) T(лкс опорная обмотка б, а на втулке )

»з:(!Срптельттая обмотка 7, В общем случяг

0o)i0I»(II 5, б и 7 представляют собой многозяходные винтовые обмотки, причем коммутация Oчнозаходных винтовых обмоток. (оразуiotnltv многозаходные винтовые о( мотки 5, б и 7, осуществляется таким образом, чтобы обмотки 5, б и 7 были одi10фяз»ым», а токи, протекающие tlo соседним !

1»ткам на>идой из обмоток 5, б и 7, были

t) любой момент времени направлены п

»ротт(воположные стороны, На фиг. 1 изо ог.а>кено устройство с двухзаходными винто .bIMIt обмотками 5, б и 7, причем каждая из обмоток образована двумя однозахо,ч»l м» вп»товыми обмотками (одна из одноза ход(ты х nl»!TO!, I>1> обмоток з ачер иена), сосд(шенными между собой последовател!

110» согласно. Между внешней поверхI0cтью стержня 1 и внутренней поверх1!О(Г!.!() НТ,IОЕ 2 !i )»AIC C TO>I воз 1",ПIНЫЙ ЯЯ-s0p. Опорная втулка 2 неподвижно заф)11(ст:рова»а относительно стержня l, а измср»тельная втулка 3, связываемая с,измс— рясмым объектом, имеет возможность продольного возвратно-поступательного перс.;!Ошсн»я относительно стержня 1.

11р!1 вра)цен» i стержня 1 с постоянной

Ско,)ОСТ(ПО )1 "I Tl((!» 1 (ТOН011 ООМОТКП 5 Г>озбуждсния кяк бы ".»èII :.»I)à!oòc51 в витки

))ill!тов(lх ОомотОк 6 lt 7. Таким Оор(тзом,, по аналоги!". с резьбовым г»нтol)I 11 гайкам(т

110лпь(Й 0000>ÎT стержня 1 сooTBcTc E вует смещению витков обмотки 5 возбу>кдения, выполняю»(ей ро lb винта, относительно обмоток 6 и 7, гыпол»яюших роль

".»ñê, на одтт» шаг т винтовотт,т!!Ит!и

Вокруг витков обмоток 5 возбуждения, питающейся напря>ксн!(с)! СУ„„..;, гысокой

»ÿñToòû 1 = 1 — 2МГ(1, воз»»как>т магнит»в! е поля, на Водяп(ие В виткях Оомоток 6 11

7 электродвп>кутцие силы, которые г, связи с тем, что при вращении стержня 1 витктт обмотки 5 возбуждения смещаются в простр".Iiñòâå относительно витков обмоток б и 7, изт)тсняются от своего максимального знаЧС»ПЯ !О НУЛЯ.

Макспмальньтс выходные няпря>ке»ия

U,„è U, обмоток 6 и 7 соответствуют такому. пространственному расположению обмоток 5, 6 и 7, при котором витки обмотки

5 возбуждения находятся напротив витков обмоток б и 7, и магнитные поля витков обмотки 5 наво,чят в витках обмоток б и 7 максимальные электродгижущие силы. Нулевые выходные напряжения обмоток б и 7 соответствуют такому пространственному расположению обмоток 5, б и 7, при котором каждьш виток обмоток 6 и 7 находит;я на равном расстоянии от двух соседних в:(тков обмотки 5 возбуждения. Встречные магнитные поля, создаваемые соседними витками обмотки 5 возбуждения, по которым в каждый;,.Оменч времени протекаточ токи проти вопол - жного тт я правления, взаим»о ко»тг ен иру:::.тс5(. тяк то наводимые в витках обмоток .. . 7 электродвижуш ие силы равны ну(п.".

Таким ооряз » прп гитании обмотки 5 возбужден:-:,, -.:..-.. ож нт!ой на вращающемся с по — (оя; —:-.с. - скоростью и стержнс 1, 10 H c",(;!) 51 >I(»I> (., . -;,- .:0 " i ". ОтОты () 1/ (, - и З> - »,и .:с где ()) >=2л — — ) .- --;. 1"-.:. >ñòoòà напряжения возоуждени я. в=.".(О T:I0е напряжение U опорной Оомотк ., выходное напряжение

U т змерт!Тельно -бмотки 7 имеют вид ба,!3Hсн0-!!0 () .чт!р )Яа.тньтх сигналов

U„— -- Ги„,- . С ).=!)1 СOS С)1 (2I 1, = !,„-, - . " соs," ). —, (ð)ños ()1> (3) гчс К() (41 (5) (-оп

Г, =- Ь,„...,,. соsЯ(+(р) Сдвиг ф ..зь(ср между напряжением У„„

:(напряжени м !1, связан с величиной измеряемого пер=;,,;- :пе-.»ÿ следующей завиС»! ОС-.Ь:Э: (6) где 1 — -- Я личина линейного перемещения

"..змеряемо "o ооъекта;

65 т шяг обматок ", б и 7.

::-; —.::..:.:;;:: т рацсформации; .Ов .i - : " )тя . !Од> л» т) ) 10;.(его о (1 с:1 I .г " :.::л,,т i >к((> Oi li03 юп(1! м» ()G.,"à . о- ..: т ул(трова нных сигттяло=, „,, » (,, 1)есуп(ий и»формао, I»»åéI эм»еремешении 1(зЗС

> п — — ско,:Ост(> — ряц(е»ия синхронного

;(БЦГЯ (.".Я. 0 3 ЕК.

Е>тк в».»о,, фт!г. 2 б, в, при работе предложенного с-.p(OEICTâa имеет место ам35 плитудная мо,чул;-.1(и-.-.: ссуптего напряжения высокой ас-оты „„,„- »o ст!пусои,чальному за.кон > с ч(1сто.с и Й.

Инфор >(як(т! я 0 г>.-,,нине перемещения

»змерительной !!тулкт! .3, связанной с изме40 ряемым объект-::лт. держится в величине сдвщ я фазь. (> 1,)е>!сду огиба!Ошей! напряжения (1„опор!!с: гомотt(il 6 и огибающей

1(апряжсния "c, : -:, ср:(тс.тьнот! обмотки 7. ,:(ля получения i!,:.формации об измеряе45 мо:>(пере»(ец(ен r неОО:(Одимо пpи пОмОщи дстект (;>oaa(нтя, например синхронного, выделить огибаютцт .е U„„т(U, амплитудномодули!)Ова" нь " с!(г .!Я !0 U) п и Ь(Опи>

С(>1 В Я ЕМ И(с ) Ьт> - I>1(Е:-:1 Я >I;!;

5С

744217

Измерсние сдвига фазы ср между двумя

i:, .=.-:тичными по форме сигналами U,;„è U, ;..сжат быть произведено любым из известi. и- . : способов. ,1ля повышения надежности работы устро;ства питание обмотки 5 возбуждения мсжно осуществлять без использования щеток при помощи воздушного трансформатсра, например бесконтактного сельсина.

С целью уменьшения влияния на точ1 ость работы предлагаемого устройства колебаний окружающей температуры цилиндрический стержень 1 и охватывающие его вту.-ки 2 и 8 необходимо выполнить из мате1и.ала с минимальным температурным

".оэффициентом расширения, например из спталла.

Погрешность предложенного устройства определяется главным образом точностью и ерения сдвига фазы Л,и величиной т г а-;. обмоток устройства (7) где Лгр — точность измерения сдвига фазы; т — величина шага обмоток устройства для преобразования линейных перемещений; -,— сдвиг фазы между огибающими напряжений опорной обмотки б (У„) и измерительной обмотки

7 (U,) устройства для преобразования линейных перемещений при перемещении измерительной втулки 3 па величину т.

Пр.:; iLà "е сб..:;оток. равном 2 мм, и точности измерения сдвига фазы, равной 5 (сдвиг фазы 360 ). погрешность измерения составляет 0.5 .ик.и. Р ор ... ула изобретения

Устройс-,в"» для преобразования линейных перемещений, содержащее выполнен10 ныс из диэлектрика цилиндрический стержень и охватывающую его подвижную измерительную втулку, на смежных, поверх— ностях которых в витках многозаходной

15 резьбы размещены бифилярные оомотки, отличающееся тем, что, с целью повыц:еы.я точности измерения, оно снабжено двигателем, связанным со стержнем, непо-,в: жной огорной втулкой, охватывающей стержень и выполненной из диэлектрика, и дополнительной бифилярной обмоткой, размещенной в витках многозаходной резьбы па внутренней, обра ценной к стержню, поверхности неподвижной втулки.

Источник! . информации, принятые во ьнпмание при экспертизе:

1. Срибнер Л. А. Точность индуктивных преооразователей перемещений М.. < Машпностпосние». !975. с. 13 — 14.

2. Цикерма- Л. Я и Котляр Ф. Ю. Ин-.уктивные греобпазователи для автоматизации контроля перемещений. М.. < Маши3 ностроение». 956. с. 78 — 80. -. Там же. с. !04 — 106 (прототип).

1 и

:сс-.а —:птсль Т. Матюхина

Ре.!;! T

Лак!3 680718 -1зд. М 3 7 Тираж 810 1одпнскс=

НПО «Поиск» Госуд .рственното комитета СССР по делам изобретений н открытий

1)8035. Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»