Датчик линейных перемещений

Датчик линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >838311 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.09. 79(21) 2826277/25-28 (5 3 ) M. Кд. 01 В 7/00 с присоединением заявки ¹

Государственный камнтет

СССР (23} Приоритет (53) УДК 621. 317.

- . 39: 531. 14 (088.8) но делам нзабретеннй и вткрытнй

Опубликовано 15 ° 06 ° 81- Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 17.06.8 1 (72) Авторы изобретения

М. И. Левкович, В. Н. Дураттин и А. (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для измерения линейных перемещений.

Известны трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий Побразный магнитопровод, на одной из параллельных сторон которого размещена сосредоточенная первичная обмотка, а на другой — в поперечных пазах равномерно размещена трехфазная вторич10 ная обмотка, и якорь. При перемещении якоря вдоль магнитопровода выходное напряжение изменяется по синусоидальному закону (1).

Недостатком данного датчика является низкая точность измерения из-sa непостоянства величины воздушного зазора при перемещении якоря вдоль магнитопровода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик линейных перемещений, содержащий подвижный двухполюсный сердечник, свя2 зываемый с контролируемым объектом в .. процессе измерения, неподвижный магнитопровод, на котором расположена обмотка возбуждения и на одной иэ . рабочих поверхностей которого, обращенной к одному из .полюсов подвижного сердечника, выполнены зубцы, и секционированную измерительную обмотку, секции которой охватывают зубцы (2J.

Недостатками данного датчика являются низкая точность измерения, обусловленная неравномерностью воздушного зазора между полюсами сердечника и стержнями магнитопровода с размещенными на них обмотками, и возможность получения выходного сигнала только в виде .периодической пилообразной кривой.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается эа счет того, что неподвижный магнитопровод выполнен Н-образным, пазы между зубцами выполнены заходяшими в

3 8383 средний стержень Н-образного магнитопровода, обмотка возбуждения охватывает средний стержень, секции измерительной обмотки размещены в пазах среднего стержня, а ширина полюса

5 подвижного сердечника равна или кратна ширине зубца Н-образного магнитопровода.

Кроме того число витков в секциях измерительной обмотки выбрано из условия E), Ф(х) =. где E(x)- заданный вид функциональной зависимости выходного сигнала датчика от перемещения

ll ((. х

@ — рабочий магнитный поток;

ld — угловая частота напряжения переменного тока. 20

На чертеже представлен датчик линейных перемещений „ общий вид.

Датчик содержит неподвижный магнитопровод име)ощий Н-образное сечеВ

25 ние, обмотку 2 возбуждения, секционированную йзмерительную обмотку 3 и подвижный двухполюсный сердечник 4, полюса 5 которого, скользят без зазора по рабочим поверхностям неподвижного зо магнитопровода 1, охватывая его. На одной из рабочих поверхностей неподвижного магнитопровода 1 выполнены заходящие в его средний стержень 6 прорези 7, образующие на этой поверхности зубцы 8, а в среднем, стержне 6пазы 9.

Иирина полюса 5 подвижного двухполюсного сердечника 4 должна быть равна или кратна ширине зубца 8 Н-об40 разного неподвижного магнитопровода 1.

Секции измерительной обмотки 3 размещены в пазах 9 среднего стержня 6. причем число витков в секциях изменяется в зависимости от заданного ви- 45 да функциональной зависимости выходного сигнала датчика от перемещения.

В данном случае при линейной зависимости выходной ЗДС от.перемещения подвижного двухполюсного сердечника

S0

4 число витков в секциях определяется по формуле (((х) ° —, г E max х

5ЮФ 60

55 где Š— максимальное значение ЭДС измерительной обмотки 3> х — величина перемещения, определяющая текущую координату

11 4 местоположения подвижного сердечника 4 — диапазон линейных перемещений (-1, x а 8о)

Для получения характеристики симметричной относительно нуля (с измерением фазы) измерительйая обмотка

3 должна быть выполнена состоящей из двух половин.

Датчик работает следующим образом.

Пульсирующий магнитный поток, создаваемый обмоткой 2 возбуждения замы кается по неподвижному Н-образному магнитопроводу 1 и подвижному двухполюсному сердечнику 4, проходя через воздушные зазоры, образуемые рабочими поверхностями неподвижного магнитопровсда 1 и полюсами 5 подвижного двухполюсного сердечника 4. При перемещении подвижного двухполюсного сер,цечника 4 происходит измерение величины потокосцепления обмотки 2 возбуждения с половинами секционированной измерительной обмотки 3, а, следовательно, и индуктируемой в них ЭДС.

В данном случае при линейном распределении витков в секциях секцио ированной измерительной обмотки 3 индук- тируемая ЭДС равна

8 = j C w(x).

Так как измерительная обмотка может быть выполнена распределенной по пазам 9 с учетом заданного вида функциональной зависимости изменения выходного сигнала от перемещения, а подвижный двухполюсной сердечник 4, охватывающий полюсами неподвижный магнитопровод 1, перемещается вдоль рабочих поверхностей без зазора, датчик позволяет повысить точность реализации различных функциональных зависимостей выходного сигнала от перемещения.

Формула изобретения

1 Датчик линейных перемещений, содержапрй подвижный двухполюсный сердечник, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения, неподвюкный магнитоп овод, на котором расположена обмотка возбуждения и на одной из рабочих поверхностей которого, обращенной к одному из полюсов подвижного сердечника, выполнены зубцы, и секционированную измерительную обмотку, секции которой охватывают зубцы, отличающийся тем, с распределенными параметрами 11., ."Знергия", 1969, с.63 (прототип).

5 83831 что с целью повышения точности измерения, неподвижный магнитопровод выполнен Н-образным, пазы между зубцами выполнены заходящими в средний стержень Н-образного магнитопровода, обмотка возбуждения охватывает средний стержень, секции измерительной обмотки размещены в пазах среднего стержня, а ширина полюса подвижного сердечника равна или кратна ширине зубца Н-образного магнитопровода.

2. Датчик по п.l, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, число витков в секциях измерительной обмотки выбрано из условия (1 )

Х- (,)(I 6 где Е(х) — заданный вид функциональной зависимости выходного сигнала датчика от перемещения "х"

У

Ф вЂ” рабочий магнитный поток

43 — угловая частота напряжения ,переменного тока, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

II 493619, кл. 6 OI В 7/00, 1972.

2. Зарипов М.Ф. Преобразователи

ВНИИПИ Заказ 4402/54 Тираж 642 Подписное

«t

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4