Датчик перемещения Советский патент 1985 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. Известен бесконтактный датчик перемещения, содержащий ферромагнитный корпус, магнитопровод с размещенными на нем обмоткой возбуждения и измерительными обмотками, ферромагнитный щунт и стержневой якорь, перемещающийся в центральном отверстии магнитопровода 1. Недостатком датчика является значительная нелинейность его выходной характеристики. Наиболее близким к предлагаемому является датчик перемещения дифференциально-трансформаторного типа, содержащий ферромагнитный корпус с размещенным внут ри него магнитопроводом, двухсекционную обмотку возбуждения и дифференциальносоединенные секции измерительной обмотки, размещенные на центральном стержне магнитопровода, и расположенные напротив противоположных торцов магнитопровода симметрирующую пластину и якорь, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом. Якорь выполнен в виде диска, диаметр которого равен диаметру корпуса датчика 2. Недостатком датчика является нелинейность его выходной характеристики, достигающая 30%. Цель изобретения - уменьщение нелинейности выходной характеристики датчика. Для достижения поставленной цели в датчике перемещения дифференциально-трансформаторного типа, содержащем ферромагнитный корпус с размещенным внутри него магнитопроводом, двухсекционную обмотку возбуждения и дифференциально соединенные секции измерительной обмотки, размещенные на центральном стержне магнитопровода, и расположенные напротив противоположных торцов магнитопровода симметрирующую пластину и якорь, связываемый в процессе измерения с объектом контроля, якорь выполнен с отверстием в центре, диаметр d которого выбирается из -соотношения dn.ep , где DK - диаметр корпуса датчика; dц. диаметр центрального стержня магнитопровода. На фиг. 1 приведен датчик; на фиг. 2 - выходные характеристики датчика. Датчик содержит ферромагнитный корпус 1 и магнитопровод 2, на центральном стержне 3 которого размещены секции обмотки 4 возбуждения и дифференциально соединенные секции измерительной обмотки 5. Со стороны одного торца магнитопровода 2 размещена с зазором бц симметрирующая ферромагнитная пластина 6, а со стороны другого торца с зазором бр - подвижной ферромагнитный якорь 7, связаываемый в процессе измерения с контролируемым объектом (не показан). В якоре 7 выполнено отверстие 8, диаметр которого выбирается соглсио соотнощеиию (1) из условия уменьщения нелинейности выходной характеристики. Датчик перемещения работает следующим образом. При удалении или приближении подвижного якоря 7 относительно рабочего торца датчика в направлении х увеличивается или уменьшается величина рабочего зазора бр, в то время как величина компенсационного зазора бк остается неизменной. В результате изменяется результирующее напряжение U, снимаемое с двух дифференциально соединенных секций измерительной обмотки. Выходная характеристика датчика (фиг. 2), представляющая зависимость результирующего напряжения U от расстояния бр между подвижным якорем 7 и торцом датчика, показывает, что благодаря наличию отверстия в якоре 7 происходит некоторое уменьшение чувствительности датчика в средней части характеристики (за счет перераспределения магнитных силовых линий), приводящее к ее спрямлению. Степень изменения чувствительности, т. е. степень уменьщения нелинейности характеристики, зависит от соотношения между диаметром d отверстия в якоре 7, диаметром dij,.cj центрального стержня магнитопровода и диаметром DK корпуса датчика, которое определяется выражением (1). Как показывают экспериментальные исследования, наилучщие результаты получаются при d«:;0,5DK. В этом случае нелинейность выходной характеристики (кривая а, фиг. 2) уменьщается на 35% от нелинейности датчика с якорем без отверстия (кривая б. фиг. 2). Таким образом, выполнение якоря датчика с отверстием уменьщает нелинейность его выходной характеристики, благодаря чему увеличивается точность измерения пере мещений.

U,B

О

ff,MM

2 3 (Риг. 2

ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ дифференциально-трансформаторного типа, содержащий ферромагнитный корпус с размещенным внутри него магнитопроводом, двухсекционную обмотку возбуждения и дифференциально соединенные секции измерительной обмотки, размещенные на центральном стержне магнитопровода, и расположенные напротив противо-.ложных торцов магнитопровода симметрирующую пластину и якорь, связываемый в процессе измерения с объектом контроля, отличающийся тем, что, с целью уменьшений нелинейности выходной характеристики датчика, якорь выполнен с отверстием в центре, диаметр d которого выбирается из соотнощения , гдеОд диаметр корпуса датчика; dц.ir диаметр центрального стержня магнитопровода; т - от 0,1 до 0,5. (Л сд ел оо 4 ОО