Преобразователь перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 G01B7/30 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения линейных или угловых перемещений в различных устройствах автоматики и телемеханики.

Известен преобразователь перемещений, содержащий измерительную головку, выполненную в виде двухполюсного магнитопровода с размещенными на нем секциями измерительных обмоток и обмоток возбуждения, и ферромагнитную зубчатую щкалу, состоящую из нескольких состыкованных между собой частей 1.

Недостатком такого преобразователя является сложность конструкции, обусловленная наличием длинной зубчатой шкалы с большим количеством зубцов для обеспечения измерения перемещений в больщом диапазоне.

Наиболее близки.м техническим рещение.м к изобретению является преобразователь перемещений, содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на одном из которых размещены под углом к зубцам на другом, а зубцовые деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих эле.ментов в пазах, ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания.

Оба зубчатых элемента выполнены плоскими, а секции обмоток считывания и возбуждения смещены по поверхности неподвижного зубчатого элемента в направлении, пераепдикулярном направлению относительного смещения обоих зубчатых элементов, совпадающему с направлением измеряемого линейного перемещения 2.

Недостатками известного преобразователя являются ограниченная чувствительность, обусловленная ограниченными возможностями уменьшения шага нарезки зубьев на подвижном зубчатом элементе, связываемом с контролируемым объектом в процессе измерения, а также сложность изготовления в связи с необходимостью нарезки большого количества зубьев на подвижном ферромагнитном зубчатом элементе для обеспечения измерения линейных перемещений в большом диапазоне, для чего требуются прецизионные станки и специальная оснастка, что удорожает изготовление преобразователя.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя перемещений.

Для достижения поставленной цели преобразователь перемещений, содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на одном из которых размещены под углом к зубцам на другом, а зубцовые деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих элементов в пазах, ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания, снабжен BHHTI ,ым редуктором, выполненным в виде штока с профилированной винтовой канавкой на его поверхности и щупа, входящего в канавку одним концом и жестко прикрепленного другим концом к одному

из зубчатых элементов, а оба зубчатых элемента выполнены в форме коаксиальных цилиндров.

На фиг. 1 изображен преобразователь перемещений, общий вид; на фиг. 2 - развертка цилиндрической поверхности зубчатых элементов и размещение секций обмоток возбуждения и считывания; на фиг. 3 - диаграмма напряжений на обмотках считывания в функции перемещения х.

Преобразователь перемещений содержит внешний 1 и внутренний 2 цилиндрические

5 ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на которых размещены под углом друг другу (зубцы на элементе 2 показаны на фиг. 2 пунктиром). В парах кольцевых канавок зубчатого элемента 1, размещенных на равных расстояниях одна от другой вдоль осевой длины преобразователя, уложены попарно петлевые секции 3 и 4 обмоток возбуждения и считывания соответственно. Смежные секции как обмоток возбуждения, так и обмоток считывания соединены между собой встречно-последовательно. Внутрен5 НИИ зубчатый элемент 2 установлен в подшипниках 5 качения и имеет жестко закрепленный на нем щуп 6, противоположный конец которого входит в профилированную винтовую канавку на поверхности штока 7, расположенного соосно с зубчатыми элементами 1 и 2. Шток 7 закреплен в подшипниках 8 скольжения и имеет свободное перемещение в осевом направлении, совпадающем с направлением контролируемого перемещения X объекта (не показан), с которым щток 7 связывается в процессе из5 мерения.

Преобразователь перемещений работает следующим образом.

Шток 7 воспринимает контролируемое перемещение х и с помощью щупа 6, взаимодействующего с винтовой канавкой на его поверхности, преобразует это линейное перемещение в вращательное движение внутреннего зубчатого ферромагнитного элемента 2 относительно внещнего зубчатого элемента 1.

5 Магнитный поток, создаваемый одной из секций 3 каждой пары секций обмотки возбуждения, выходит из соответствующего участка цилиндрической поверхности неподвижного зубчатого элемента 1, пересекает внутренний подвижный зубчатый элемент 2 и входит в смежный участок цилиндрической поверхности элемента 1, наводя в секциях 4 обмотки считывания ЭДС, величина которой зависит от взаимного углового положения элементов 1 и 2. При вращении внутреннего зубчатого элемента 20 относительно неподвижного внещнего зубчатого элемента 1 благодаря скосу зубцов на элементе 2 образуются зоны повышенной магнитной проводимости (пока

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на одном из которых размещены под углом к зубцам на другом, а зубцовые деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих элементов в пазах, ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности, он снабжен винтовым редуктором, выполненным в виде штока с профилированной винтовой канавкой на его поверхности и щупа, входящего в канавку одним концом и жестко прикрепленного другим концом к одному из зубчатых элементов, а оба зубчатых элемента выполнены в форме коаксиальных цилиндров. J445 6 5 8 QD 1C 1C Фиъ. 1