ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Российский патент 2013 года по МПК G01B7/14 G01D5/22 

Описание патента на изобретение RU2480709C2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, в гидравлических системах летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях поршней гидроцилиндров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению - прототипом - является индукционный датчик линейного перемещения со стальным немагнитным штоком (см. Патент RU 2367901 C1).

Недостатком известного устройства является несимметричность выходной характеристики. Это происходит вследствие того, что под воздействием электромагнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения, в немагнитном стальном штоке, который соединяет сердечник с контролируемым объектом, возникают вихревые токи. Эти вихревые токи создают намагничивающую силу, которая работает в противофазе к намагничивающей силе обмотки возбуждения датчика. При этом суммарная намагничивающая сила обмотки возбуждения в пространстве, занимаемом стальным немагнитным штоком, существенно снижается. А поскольку это влияние на измерительные полуобмотки и две половины обмотки возбуждения не одинаково, то вследствие этого выходная характеристика датчика становится несимметричной относительно среднего положения сердечника. Особенно это заметно на длинноходовых датчиках.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Так как величина вихревых токов прямо пропорциональна электродвижущей силе короткозамкнутого витка и обратно пропорционально сопротивлению короткозамкнутого витка, то уменьшить величину вихревых токов можно, увеличивая сопротивление короткозамкнутого витка или уменьшая электродвижущую силу короткозамкнутого витка.

Поставленная задача решается путем увеличения длины короткозамкнутого витка и уменьшения площади штока в поперечном сечении. Для этого в стальном немагнитном штоке выполнены четыре продольных паза, симметричных относительно оси штока.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется рис.1. Поскольку известно, что вихревые токи замыкаются по кольцу, если рассматривать поперечное сечение штока, и наибольшая плотность тока сосредоточена в поверхносном слое, то выполнение штока с продольными пазами приводит к значительному уменьшению величины вихревых токов, вследствие увеличения длины короткозамкнутого витка в каждом поперечном сечении штока. Кроме того, на сечении А-А видно, что с помощью пазов значительно уменьшилась площадь поперечного сечения штока, а следовательно, уменьшилась электродвижущая сила короткозамкнутого витка. При предлагаемой конструкции штока, возникающие в нем вихревые токи, ничтожно малы и их влиянием на обмотки можно пренебречь. Выходная характеристика датчика в этом случае будет симметричной. Колличество пазов и их геометрические размеры определяются из условия прочности и жесткости штока.

Общая схема заявляемого устройства показана на рис.2

Индукционный датчик линейных перемещений содержит катушку, внутри которой помещен подвижный сердечник 1, выполненный из ферромагнитного материала, который посредством стального немагнитного штока 2 соединен механически с контролируемым объектом, каркас 6 из немагнитного материала, на котором расположена обмотка возбуждения 5, на клеммы которой подается напряжение переменного тока, две встречно включенные измерительные обмотки 3 и 4, с выводов которых снимается напряжение полезного сигнала.

Описанное устройство испытано в лабораторных и промышленных условиях, и показало высокую симметричность выходной характеристики.

Похожие патенты RU2480709C2

название год авторы номер документа
ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 2015
  • Гробов Павел Вадимович
  • Крупнов Сергей Константинович
RU2605641C1
ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 2007
  • Редько Павел Григорьевич
  • Квасов Геннадий Васильевич
  • Росков Николай Владимирович
  • Кривдин Алексей Владимирович
  • Крупнов Сергей Константинович
  • Гробов Павел Вадимович
RU2367901C1
ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 2015
  • Росков Николай Владимирович
  • Кривдин Алексей Владимирович
  • Варюхов Александр Анатольевич
RU2589945C1
Электромагнитный расходомер 1990
  • Пивоваров Лев Владимирович
  • Ивков Владимир Васильевич
SU1768986A1
ВРАЩАЮЩИЙСЯ ЭЛЕМЕНТ ИНДУКЦИОННОГО СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 1996
  • Оранский Л.Г.
  • Каминский Н.Н.
  • Сукеник И.Я.
RU2092858C1
ИНДУКЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР 1972
SU335546A1
ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 2011
  • Матюнин Сергей Александрович
  • Макарьянц Михаил Викторович
  • Леонович Георгий Иванович
  • Медноков Валерий Александрович
  • Тиньгаев Владимир Сергеевич
  • Макарьянц Георгий Михайлович
  • Грошев Александр Анатольевич
RU2485439C2
Устройство для измерения магнитных характеристик ферромагнитных материалов 1982
  • Майковский Константин Константинович
  • Маслов Юрий Николаевич
SU1133566A1
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 2014
  • Богачев Александр Сергеевич
  • Борисенко Вячеслав Владимирович
  • Гусев Игорь Павлович
  • Елистратова Ирина Владимировна
RU2577083C1
ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ 2013
  • Гудошников Сергей Александрович
  • Любимов Борис Яковлевич
  • Усов Николай Александрович
  • Игнатов Андрей Сергеевич
  • Тарасов Вадим Петрович
  • Криволапова Ольга Николаевна
RU2552124C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 480 709 C2

Реферат патента 2013 года ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован, в частности, в гидравлических системах летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях исполнительных гидроцилиндров. Сущность: датчик содержит катушку с подвижным сердечником, выполненным из ферромагнитного материала. Средечник соединен механически с контролируемым объектом посредством стального немагнитного штока. Обмотка возбуждения катушки выполнена проводом при намотке виток к витку по всей длине рабочего хода датчика. Две измерительные обмотки выполнены поверх обмотки возбуждения и включены встречно. В стальном немагнитном штоке выполнены четыре продольных паза, симметричных относительно оси. Технический результат: повышение симметричности выходной характеристики при больших значениях рабочего хода датчика. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 480 709 C2

Индукционный датчик линейных перемещений, содержащий катушку на каркасе из немагнитного материала с подвижным сердечником, выполненным из ферромагнитного материала, который соединен механически с контролируемым объектом посредством стального немагнитного штока, обмотка возбуждения выполнена проводом при намотке виток к витку по всей длине рабочего хода датчика, две измерительные обмотки рядовые выполнены проводом при намотке виток к витку поверх обмотки возбуждения и включены встречно, отличающийся тем, что в стальном немагнитном штоке выполнены четыре продольных паза, симметричных относительно оси, обеспечивающих симметричность выходной характеристики при больших значениях рабочего хода индукционного датчика линейных перемещений.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2480709C2

ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 2007
  • Редько Павел Григорьевич
  • Квасов Геннадий Васильевич
  • Росков Николай Владимирович
  • Кривдин Алексей Владимирович
  • Крупнов Сергей Константинович
  • Гробов Павел Вадимович
RU2367901C1
Трансформаторный датчик линейных перемещений 1984
  • Гобрей Роман Николаевич
  • Мазуров Николай Васильевич
SU1232931A1
Комплексный потенциометр переменного тока 1945
  • Куликовский Л.Ф.
SU67096A1
Дифференциальный трансформаторный датчик линейных перемещений 1986
  • Цыганов Олег Анатольевич
  • Мирютов Анатолий Васильевич
SU1348632A1
JP 2002090106 A, 27.03.2002
US 20040080313 A1, 29.04.2004.

RU 2 480 709 C2

Авторы

Квасов Геннадий Васильевич

Росков Николай Владимирович

Кривдин Алексей Владимирович

Гробов Павел Вадимович

Крупнов Сергей Константинович

Варюхов Александр Анатольевич

Даты

2013-04-27Публикация

2011-06-08Подача