Дифференциальный преобразователь линейных перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано для бесконтактных измерений перем щения деталей и узлов машин или изменения их размеров, например, темпе ратурных колебаний осевых размеров и расширений .роторов паровых турбин. Известен преобразователь линейных перемещений, содержащий Ш-рбразный магнитопровод с обмоткг1ми, Между крайними кернами которого расположен якорь l , Недостатком преобразователя является малый измерения переме щений, обусловленный ограниченными возможностями выбора размеров якоря при заданной чувствительности, преобразования , Наиболее близким по технической сущн.ости к изобретению является дифференциальный преобразователь линейных перемещений, содержащий цилиндри ческий магнитопровод с плоским срезом, параллельным его образующим, и размещенную в нем обмотку возбуждения и две включенные последовательно встречно измерительные обмо-тки, В центральной части цилиндрической стенки магнитопровода преобразователя выполнены разрезы таким образсм, что во фронтальнойпроекции магнитопровод имее,т Птобразную форму. Обмотки возбуждения охватывают стенку магнитопровода по всей его длине, а измерительные обмотки охватывают его правую и левую половины (керны)соот ветственно. Якорем преобразователя является ферромагнитный пояс (вые-. туп), выполненный на теле контролируемого объекта. Для обеспечения заданного диапазона измерений осевая длина якоря должна быть приблизитель но равна половине длины магнитопрово да преобразователя 2 . Недостатком известного преобразователя являются его большие размеры в осевом направлении, что обусловлено последовательным расположением Кернов магнитопровода с измерительными обмотками вдоль оси контролируемого перемещения и существующими ог раничениями на длину якоря, при ко-. торых длина магнитопровода преобразователя в 1,5 раза должна превышать диапазон контролируемых перемещений. Целью изобретения является уменьшение размеров преобразователя в осе вом направлении при заданном диапазоне измерения перемещений. Эта цель достигается тем, что в дифференциальном преобразователе линейных перемещений, содержащем цилиндрический магнитопровод с плоским срезом, параллельным его образующим, и размещенные на нем обмотку возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, магнитопровод выпо.лнен из двух вложенных одна в другую с зазо ром конусообразных частей. На фиг. 1 изображен преобразователь, осевой разрез; на фиг. 2 магнитопровод, аксонометрия.. Преобразователь содержит цилиндрический магнитопровод 1, .имеющий плос кий срез 2, плоскость которого параллельна образующим цилиндра маг- нитопровода 1. Магнитопроврд 1 включает в себя вн.ешнюю часть 3, внутренняя поверхность которой выполнена конической,и внутреннюю часть 4 с конической внешней поверхностью. Части 3 и 4 магнитопровода 1 вложены одна в другую, образуя зазор 5. На каждой из частей 3 и 4 магнитопровода 1 размещены измерите.льные обмотки 6,.каждая из которых раздельно охватывает одну из частей 3 или 4 соответственно, проходя по зазору 5, По периметру цилиндрической стенки магнитопровода 1, охватывая обе его части 3 и 4, размещена обмотка 7 возбуждения. На теле объекта 8 контроля выполнен пояс (выступ) 9 из ферромагнитного материала, выполняющий функции якоря преобразователя. Преобразователь, устанавливают с зазором 10 между его магнитопроводом 1 и выступом 9 на теле объекта 8. Обмотка 7 возбуждения подключается к источнику питания, а измерительные обмотки б, соединенные встречно-последовательно, являются выходом преобразователя. . Дифференциальный трансформаторный преобразователь линейных перемещений работает следукядим образом. В исходном положении, соответствующем н; левому перемещению контролируемого объекта,, выступ 9 распо.1тожен по центру длины магнитопровода 1. При этом магнитный поток, создаваемый обмоткой 7 возбуждения и замыканвдийся через выступ 9, пронизывает одинаковые площади поперечного сечения частей 3 и 4 магнитопровода и наводит в измерительных обмотках 6 . одинаковые по величине и противоположные по фазе ЭДС, что соответствует нулевому выходному сигналу преобразователя. Смещение контролируемого объекта 8 приводит к перераспределению магнитного потока обмоток 7 возбуждения пропорционально средней площади сечения каждой из частей 3 и 4 в зоне расположения выступа 9. Так как части 3 и 4 выполнены коническими по мере смещения выступа 9 вдоль их оси, средняя площадь сечения одной из частей магнитопровода 1 в зоне выступа 9 линейно возрастает, а другой - линейно уменьшается. Изменяются и ЭДС, наводимые в измерительных обмотках 6. В результате на выходе преобразователя появляется напряжение, по величине и фазе которого определяют величину и направление перемещения контролируемого объекта.

Составные части магнитопровода данного дифференциального преобразователя совмещены по его оси и рас-: положены параллельно, что обеспечивает уменьшение длины магнитопровода. Кроме того, минимсшьная длина выступа 9, определяющая необходимую длину преобразователя, может быть достаточно мала, так как она не ограничивается условиями, связанными, как это имеет место в известном преобразователе, с размерами магнитопровода.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе линейных перемещений достигается уменьшение его размеров в осевом направлении при том же ди0 апазоне измерения перемещений.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий цилиндрический магнитопровод с плоским срезом, параллельным его образующим, и размещенные на нем обмотку возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения размеров преобразователя в осевом направлении при заданном диапазоне измерения переме11(енийу магнитопровод выполнен из двух вложенных одна в другую с зазором конусообразных частей.