Устройство для измерения перемещений

Устройство для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()994906

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено,. 07.01.81 (21) 2965782/25-28 с присоединением заявки М— (5t,)Ì. Кл.

6 01 В 7/00

G 01 F 23/12

Гееудафствееый квинтет (23) Приоритет—

Опубликовано 07. 02. 83. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 07. 02. 83 ве девам изебретевкй и аткритий . (S3) УДК бг1.317.

39: 531. 71 (088. 8) Т.М. Алиев, М.А. Набиев, Ф.И. Мамедов, С. В. Адыгезалов и P. Á. Дадашева (72) Авторы изобретения

Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к .контрольно. измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, например, для измерения уровня жидкостей е химической или нефтяной промышленности.

Известны индукционные датчики перемещений с распределенными параметрами, содержащие одну или несколько катушек индуктивности, распределен- ц ных вдоль диапазона перемещения подвижного элемента, который может быть выполнен, например, в виде ферромагнитного сердечника j.

Недостатком этих датчиков является нелинейность выходной характеристики на краях диапазона перемещения подвижного элемента, обусловленная краевыми эффектами.

Наиболее близким техническим реве- 20 нием к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее подвижный элемент, предназначен. ный для взаимодействия с контролируе2 мым объектом в процессе измерения, распределенную вдоль диапазона перемещения этого элемента измерительную . секцию, включающую в себя измерительную обмотку с токоотводами, расположенными один от другого на расстоянии., равном длине подвижного элемен та, и присоединенные к токоотводам одним из зажимов резисторы, и регистрирующий прибор, включенный в диагональ мостовой схемы измерения, которая образована указанной измеритель" ной секцией (обмоткой с резисторами) и делителем напряжения, имеющими от" воды от средних точек. Сопротивления резисторов, подключенных своими зажимами между смежными токоотводами измерительной обмотки, увеличиваются по мере-удаления их от средней точки обмотки в соотношении, определяемом за" данной формой выходной характеристики устройства. Чем меньше сопротивление имеет резистор, присоединенный к соответствующему участку измерительной

994906 обмотки, тем меньше вносимый импеданс, обусловленный расположением подвижного элемента возле этого участка измерительной секции, а следовательно, меньше изменение выходного напряжения устройства 2 3.

Недостатком этого устройства является ограниченная линейность его выходной характеристики, обусловленная неодинаковым влиянием резисторов, iO включенных в измерительную секцию, в начале и в конце диапазона измеряемых перемещений.

Целью изобретения является повышение линейности выходной характеристи- 15 ки устройства.

Зта цель достигается тем, что в устройстве для измерения перемещений противоположные зажимы резисторов соединены в общий узел, их номинальные сопротивления выбраны одинаковыми и значительно превышающими полное сопротивление участка измерительной обмотки между двумя смежными токоотводами а регистрирующий прибор подклю- 25 чен к зажимам резистора, присоединенного к концу измерительной обмотки.

Кроме того, устройство может быть снабжено второй измерительной секцией, выполненной аналогично первой и соединенной с ней встречно-последовательно, и распределенной обмоткой возбуждения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устроиства для измерения

35 перемещений; на фиг. 2 — то же, дифференциальный вариант исполнения.

Устройство для измерения перемещений содержит подвижный элемент - фер«4О ромагнитный сердечник 1 и распределенную вдоль его диапазона перемещений измерительную секцию, включающую измерительную обмотку 2 с токоотводами ,и резисторы 3, присоединенные одним

45 из зажимов к соответствующему токоотводу обмотки 2, а другими зажимами соединенные в общий узел. Токоотводы от обмотки 2 выполнены на расстоянии один от другого„ равном длине подвижного сердечника 1, а номинальные сопротивления резисторов 3 выбраны одинаковыми и значительно превышающими сопротивление участка измерительной обмотки 2 между ее двумя смежными токоотводами, Регистрирующий прибор 4 подключен к зажимам и -б резистора, присоединенного к концу обмотки 2.

В дифференциальном варианте исполнения устройство может быть снабжено обмоткой 5 возбуждения.

Устройство для измерения перемеще- . ний работает следующим образом.

При пропускании переменного тока через измерительную секцию вокруг об-. мотки 2 возникает магнитное поле, наводящее в ней ЭДС самоиндукции. На том участке обмотки 2, где находится ферромагнитный сердечник 1, воспринимающий измеряемое перемещение Х, эта

ЗДС имеет максимальное значение. Каждому положению сердечника соответствует определенное распределение тока через резисторы, соединенные между собой параллельно через несодержащие сердечник участки катушки. При нахождении сердечника возле крайней нижней секции, т. е. у начала измерительной обмотки 2 — в нулевом положении, распределение тока происходит между крайним нижним резистором и всеми остальными резисторами 3, параллельно включенными через витки обмотки, сопротивлением которых можно пренебречь.

В результате этого величина тока через крайний верхний резистор, а следовательно, и напряжение на его зажимах минимальны. По мере перемещения сердечника 1 вверх вдоль измерительной секции количество резисторов параллельных с верхним„ уменьшается, а резисторов, параллельных с нижним, увеличивается. Благодаря этому монотонно растет ток через верхний резистор и соответственно уменьшается ток через нижний резистор, достигая максимума в верхнем резисторе при нахождении сердечника 1 вблизи конца измерительной обмотки 2 на верхнем краю диапазона перемещения сердечника.

При этом .падение напряжения на зажимах а — б, измеряемое регистрирующим прибором 4 — вольтметром, также максимально, В дифференциальном варианте исполнения устройства вторая измерительная секция, выполненная идентично первой, подключена к ней встречно и расположена симметрично ей вдоль диапазона перемещения сердечника 1, нулевым положением которого является среднее положение между обеими измерительными секцивми. Обмотка 5 возбуждения распределена в этом случае вдоль диапазона перемещения сердечника 1 вдоль обеих измерительных обмоток 2. Выходным сигналом устройства является в

Формула изобретения

5 99490 этом случае разностное напряжение двух падений напряжения на крайних резисторах 3 обеих измерительных секций, вследствие чего чувствительность устройства удваивается. 5

Предлагаемое устройство обеспечивает ослабление краевых эффектов и получение высокой линейности выходной характеристики, что обуславливает и широкий диапазон измеряемых перемеще- 30 ний (в опытном образце до 2 м).

1. Устройство для измерения перемещений, содержащее подвижный элемент, предназначенный для взаимодействия с контролируемым объектом в процессе измерения, распределенную вдоль диа- щ пазона перемещения этого элемента измерительную секцию, включающую измерительную обмотку с токоотводами, расположенными один от другого на расстоянии, равном длине подвижного элемен- gg та, и резисторы присоединенные к токоотводам одним из зажимов, и регист6 б рирующий прибор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики, про-тивоположные зажимы резисторов соединены в общий узел, их ыоминальные сопротивления выбраны одинаковыми и значительно превышающими полное сопротивление участка измерительной обмотки между двумя смежными токоотводами, а регистрирующий, прибор подключен к зажимам резистора, присоеди" ненного к концу измерительной обмотки.

2. Устройство по и. 1, о т л и -. ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено второй измерительной секцией, выполненной аналогично первой и соединенной с ней встречно-последовательно, и распределенной обмоткой возбуж" дения.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l. Зарипов М.ф. Преобразователи с распределенными параметрами. M.

"Энергия", 1969, с. 63.

2. Авторское свидетельство СССР

v 488074, кл. 6 О1 F 23/10, 1976 (прототип).

994906

Составитель С. Скрыпник

Техред М. Надь Кор ректор М. Illa роши

Редактор Т. Кугрышева

Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 625/25

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