Индуктивный датчик перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 G01B7/14 

(5) ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение oTHocMtcH к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров деталей.

Известен индуктивный датчик перемещений, содержащий катушку индуктивности, магнитопровод, подвижный якорь и бифилярную обмотку l ,

Недостатком его является отсутствие компенсации температурной нестабильности магнитной проницаемости материала магнитопровода и вследствие этого низкая точность.

Наиболее близким к изобретзнию является индуктивный датчик перемещений, содержащий якорь, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, магнитопровод,и размещенную в нем катушку индуктивности 2 .

Недостатком известного датчика является значительная погрешность, обусловленная изменением магнитной проницаемости материала магнитопровода при изменении температуры окру жакхцей среды.

Цель изобретения - уменьшение температурной погрешности индуктивного датчика перемещенийТ

Указанная цель достигается тем, что индуктивный датчик перемещений, содержащий якорь, связываекый в процессе измерения с контролируемым

,д объектом, магнитопровод и размещенную в нем катушку индуктивности, снабжен упругим элементом, охватывающим с натягом магнитопровод, выполненный из магнитоупругого материала

J5 с коэффициентом магнитоупругости , равным

А.- У ,

Кд1доб-ьбо

20 А Aoi - температурные коэффициенты линейного расширения материалов магнитопровода и упругого элемента соответ ственно; 3 у - температурный коэффициент магнитной проницаемости м териала магнитопровода; начальное механическое на пряжение в материале магнитопровода ; ДЬ - диапазон температур окруж ющей среды; коэффициент, учитывающий конструктивные параметры. На чертеже изобрах ен схематично вариант конструкции датчика с чашеобразным магнитопроводом и кольцевым упругим элементом. Датчик содержит чашеобразный магнитопровод 1, в полости которого размещена катушка 2 индуктивности, подвижный якорь 3 и кольцевой упругий элемент , охватывающий с натягом.магнитопровод 1. Под воздействием упругого элемента в магнитопроводе создается начальное механическое напряжение 6о Магнитопровод 1 датчика выполнен из материала,магнитная проницаемость которого зависит от величины механического напряжения в нем, т.е. из магнитоупругого материала. Датчик работает следующим образом Перемещение контролируемого объек- зо та воспринимается подвижным якорем 3 и приводит к изменению его индуктивности. На индуктивность датчика оказывает влияние также температура окружающей среды вследствие темпера турной нестабильности материала магнитопровода 1. Для диапазона температур окружающей среды it , составляющего обычно несколько десятков градусов, изменение магнитной проницаемости Д (U материала магнитопровода 1 равно UfU /UoyAt, - начальное значение магнитной проницаемости материала магнитопровода. При изменении температуры в результате температурного расширения меняются также линейные размеры магн топровода 1 и упругого элемента . Это приводит к изменению механически напряжений в материале магнитопровод 1 и, вследствие этого, к изменению магнитной проницаемости магнитоупругого материала магнитопровода на величинуЛ U-|Uo( . 234 Поскольку материал магнитопровода выбран из условия ((1), результирующее изменение его магнитной проницаемости под действием температуры и механического напряжения взаимно скомпенсировано и равно нулю, что видно из сравнения выражений (2) и (3) с учетом (1). Таким образом, в данном индуктивном датчике перемещений обеспечивается температурная стабильность магнитной проницаемости материала магнитопровода,что уменьшает температурную погрешность датчика, при этом конструктивное исполнение йагнитопровода может быть различным, например, П-или Н-образным и т.п. Формула изобретения Индуктивный датчик перемещений, содержащий якорь, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, магнитопровод и размещенную в нем катушку индуктивности, о тличающийся тем, что, с целью снижения его температурной погрешности, он снабжен упругим элементом, охватывающим с натягом магнитопровод, выполненный из магнитоупруматериала с коэффициентом магниругости р . равным Kiiu(x;f6o А об - разность температурных коэффициентов линейного расширения материалов магнитопровода и упругого элемента, соответственно; . температурный коэффициент магнитной проницаемости материала магнитопровода; начальное механическое напряжение в материале магиитопровода; - диапазон температур окружающей среды; К - коэффициент, учитывающий конструктивные параметры. Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. G 01 D 5/243, 1970. 2.Агейкин Д.И. и др. Датчики роля и регулирования. М., Мастроение, 19б5, с. 105 (прото).

/

z