Преобразователь линейных перемещений

Преобразователь линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И С А Й И Е 1744232

ИЗОБР ЕТЕ Н Й Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.05.75 (21) 2134522,. 18-10 151) Л1 !x, -> Ci 01 ð 5 20 т1 01 Б 7 02 с присоединением заявк:;—

Гостдарстееикый комитат (23) Прио 1нтст— по леле1и изобретеиий и открыти11 (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллстс11ь X 2-1 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (531 УД К 62 1.1.088. .328.531.71 (088.8) (72) Авторы изооретения

М. А. Ждановских, Ф. Ш. Муфазалов, И. Л. Аитов, Е. В. Сыроежкин и С. Ф. Рахматуллин (71) За я в и тел ь

Уфимский авиационный институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а именно к устройствам для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал. Известен ряд устройств для преобразования линсиных перемещений в электрический сигнал, использующих датчик перемещения, выполненный в виде обмотки индуктивности, распределенной вдоль одного или двух параллельных стержней П-образного магнитопровода с подвижным безобмоточным якорем (1).

Недостаток данного устройства — невь сокая чувствительность и невозможность сс рсгулирования.

Наиболее близким к данному техническому рсшеншо является преобразователь линейных перемещений, содержащий датчик линейных перемещений с обмоткой индуктнвности, подключенный к источнику питания, выполненному по мостовой схеме (2).

Недостаток такого устройства — также невысокая чувствительность и невозможность e= рсг)лирования.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя и обеспечение возможности ее регулирования в широких пре.1слах.

Указанная цель достигается тем, что исто 1ник питания выполнен в виде инвертора с конденсатором и катушкой индуктивности в 1иагонали моста, причем обмотка индуктпвности датчHка линейHûõ перемещений включена послсдоватсльно с конденсатором

11 катушкой индуктивности инвертора и настросна с н11м 1 в резонанс.

На фиг. 1 представлена электрическая схема прсооразователя линейных перемещений; на фпг, 2 — график зависимости на10 пряжения Ьс на конденсаторе от длины К участка измерительной обмотки индуктив11остп д,". Чllка, охватblвае\lой замl.HуTым ферромагнитным контуром, образованным . ":ã;H..топро.-.о Ioм и якорем.

15 Г1ресбразователь содержит источник питания, выполненный в виде мостовой схемы автономного последовательного тпристорного ннвертора, вкл1очающего дроссель 1, тир: сторы 2, 8, -11, 5 в плечах моста, зашунти20 1io!IHHHI соответственно диодамп б, 7, 8, 9, .".клю.:спныс г, диагональ моста конденсатор 10 и катзшку 11 индтктпвности и соединснную последовательно с ними измсрпТо,1ь 1110 обх1оTH) l!!!.!1 I T* ili1ocT!I 1 кa линейных перс".,1е1цсний. Во вторую,, 1агона Ib моста включен конденсатор 18. Датчик перемещений выполнен на П-образном магнптопроводс 14, между стержнями которого расположен якорь 15. Параллельно

ЗО конденсатору 10 включен вольтметр 1б.

744232

У iiп.ылая, что

Uc —— QU (5) 1

«С1 (7) .12

1 = К1Г2,Х2 (2) 10 (8) 50

Устройство работает следующим образом.

При питании инвертора от источника постоянного тока и подаче управляющ1гх импульсов на TJIpHcTopil 2 — 5 начинается колсзатсльиый процесс в контуре, образованI:o>I конденсатором 10, катушкой ш1дуктилности 11 и обмоткой инду.ктивности 12. При определенном положении ссрдсчиика колебатсльный процесс в контуре достигает резонанса, а иапря>кение на конденсаторе

10 — максимума. При изменении поло>кения сердечника tcHHcòñÿ индуктивность измсритсльиой обмотки 12, следовательно, происходит и расстройка контура, напряжсHl11 J1B КОИдСНСатОрС рСЗКО CHJJ>Iv>JPTC5I. KOJ!т ур, образованный конденсаторами 10, 1>, катушкой JJJJ,>óêòIIâíîcòè 11 и обмоткой 12, является сложным резонансным контуром

1П вида. При выборс параметров JOJJTóðà и частOThl управляющих импульсов в Toil диапазоне, при котором достигается Iloc;Ic,1оватсльный резонанс, напряжение на конденсаторе 10 определяется из условия:

U (-с

«CP r- —,- («(11 —, 1. ) — 1 «>J - где Ь вЂ” напряжение на входе 5ипвертора;

«J -- угловая частота переменного тока;

С вЂ” емкость конденсатора 10;

1, — индуктивность катушки 11;

1 --- индуктивность обмотки 12; г активное сопротивление контура.

В слою очередь индуктивность обмотки где К вЂ” — постоянный козффицпснт;

1Г1 — — число витков обмотки 12 на едиП:1ЦУ ДЛИНЫ;

Л вЂ” длина участка измерительной обмотки, охвать1ваемой замкнутым ферромагнитным контуром, образованным магнитопроводом и

Я к 0 11 ем.

Коэффициент пропорциональности К зависит от параметров магнитной цепи, Подставляя (2) в (1), будем иметь:

«С) -+ i«(1.1+ К r/i- ) — 1,«СР (3)

Соотношение (3) характсризуст зависиМость JI

Перестраивая L С контур путем изменения емкости 10 и частоты управляющих нмпу;IhcoB, можно менять чувств;1тельность преобразователя для одного и того же положсиия якоря 15 (кривые 1 и 2). Действительно, чувствительность преобразова С 151

15 . дс Q — добро п1ость;OJITcp;J.

11ÌÑÑ.;1

1 110

«Сг d.c

Кроме того, возможно локальное увели 1сиис чувствительности на любо vl из желаемых участков в пределах диапазона Jlc25 ремсщения якоря 15 за с1ет подстройки емкости конденсатора 10 и изменения частоты управлякнцих импульсов при сохранении постоянной добротности в резонансных точках (кривые 2, 3). Резонансная угловая частота контура опредсл1ггся как

<в =-11 / LС, г,lс 1. — — 1.i —, I .

Для сохранения за..1анной добротности при изменении положения якоря 15, следовательно, и индуктивности обмотки 12 необходимо изменять емкость конденсатора

10 в соответствии с формулой

Данный преобразователь в сравнении с известными имеет более высокую чувстви15 тельность Ilo всему диапазону перемещений, а также позволяет производить локальное сс регулирование HB желаемом участке lliBi . JJ B01J B

Формула изобретения

Преобразователь линейных перемещений, coдсржащий датчик линейных псремещений

5? с обмоткой индуктивности, подключенный к источнику питания, выполненному по моcToIJoH схеме, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразовате I5I и обеспечения возможности се регулирования в широких г1 >сдслах, ucT0чник питания выпо IHcH в виде инвертора с кондеHcBTopoм и катушкой ипдуктивносп1 в диагонали моста, причем обмотка индуктивности датчика линейных псрсмсщеНИЙ BI

1»и.г.1

Составитель

Тсхред А.

И. Горелова

Камышии кона

Редактор Е. Абрамова

Корр ктор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патеит> тором и катушкой индуктивности инвертора и настроена с ними в резонанс.

Источники информации, принятые во вниман ие при экспертизе:

Зак"".ç 680/7! 8 Изд. № 327

НПО «Поиск» Государственного комитета

113035, Москва, Ж-35, 1. Авторское свидетельство СССР № 143325, кл. G 01 В 7/02, 196!5.

2. Туричии А М. Электрические измерения неэлектрических величин. М.-Л., 19бб, с. 479 †4 (прототип).

Тираж 810 Подписное

СССР по делам изобоетений и открытий

Раушская иаб., д, 4/5