Датчик перемещений Советский патент 1985 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических параметров деталей, а также в устройствах автоматики. Целью изобретения является повышение к)рутизны характеристики преоб разования, точности и помехозащищенности датчика перемещений. На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема датчика перемещений. Датчик содержит корпус ), в основании которого закреплены верти кальные оси 2, входящие в отверстия в серединах поперечных сторон 3 шарнирного параллелограммного механизма. Продольные стороны 4 этого механизма параллельны продольной оси 5 симметрии этого датчика. Магнитопровод 6 броневого типа датчика имеет укороченньй средний стер жень 7, свободный конец которого расширен и образует с основанием магнитопровода плоский воздушный зазор 8. На этом стержне магнито- провода размещена первичная обмотка 9 датчика,подключенная к источнику питания переменного тока ( не показан ). Две одинаковые по размерам и числу витков секции JO вторичной обмотки охватывают основание магнитопровода 6 в области плоского воздушного зазора 8 и расположены симметрично относительно магнитной нейтрали 11 датчика. Секции 10 втори ной обмотки соединены последователь но-встречно по отношению к магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой 9. Каждая секция 10 закреплена на одной из продольник сторон 4 параллелограммного- механиз ма. Магнитопровод 6 установлен в корпусе датчика с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 12 симметрии датчика, что позволяет регулировать крутизну характеристики преобразования датчика (обратно пропорционально косинусу угла поворота ) с целью компенсации влияния технологических отклонений размеров деталей датчика и разброса свойств материала. С одной из продольных сторон 4 параллелограммного механиз ма соединен шток 13, который проходит через отверстие в корпусе 1 и служит для связи датчика с объектом контроля ( не показан }. Датчик перемещений работает следующим образом. При подключении первичной обмотки 9 к источнику питания создаваемый ею магнитный поток проходит по среднему стержню 7 магнитопровода 6, разветвляется в нижнем основании магнитопровода и проходит далее по его боковым стенкам и верхнему основанию, равномерно распределяясь по воздушному зазору 8 на расширенный конец среднего стержня. Каждая секция 10 вторичной обмотки пронизывается частью магнитного потока верхнего основания, которая ответвляется в зазор 8 между соответствуницей секцией 10 и магнитной нейтралью 11 датчика. Потоки, пронизывающие секции 10, одинаковы по модулю и пространственно направлены встречно, поэтому вследствие встречного соединения секций ЭДС на вьпсоде вторичной обмотки в целом равна сумме ЭДС в каждой секции. При воздействии измеряемого перемещения на шток 13 продольные стороны 4 паралшелограммного механизма перемещаются параллельно продольной оси 5 симметрии магнитопровода. Благодаря тому, что отверстия в поперечных сторонах 3 механизма расположены посредине этих сторон, смещения продольных сторон 4 и связанных с ними секций 10 вторичной обмотки от начального положения одинаковы и встречны, что приводит к одинаковому изменению величины пронизывакицих секции потоков и соответственно к одинаковому изменению наводимых в секциях ЭДС, Эти изменения сигналов складываются и изменяют выходную ЭДС датчика. Связь изменений выходной ЭДС с измеряемым перемещением линейна, так как градиент потока в верхнем основании магнитопровода постоянен. При измерении малых перемещений (порядка 0,5 мм и меньше )секции 10 вторичной обмотки могут заполнять практически весь объем воздушного зазора, благодаря чему крутизна характеристики преобразования может быть значительно увеличена, Кроме того, повышению крутизны способствует непосредственное преобразование измеряемого перемещения в смещение секций вторичной обмотки с коэффициентом передачи, практически равным единице.

Одинаковые геометрические размеры секций 10 и их симметричное расположение относительно магнитной нейтрали магнитопровода независимо от величины измеряемого перемещения обеспечивают полную компенсацию влияния полей вьтучивания, а также внешних магнитных полей, вследствие чего повышается точность датчика и обеспечивается его более полная помехозащищенность..

В этом случае, когда шток 13 связан с поперечной стороной 3 па195179

раллелограмма (как показано на чертеже пунктиром ), датчик позволяет измерять малые угловые перемещения, преобразуемые параллелограммным ме- 5 ханизмоп в пропорциональные смещения продольных сторон 4 и секций 10 вторичной обмотки;

Таким образом, предлагаемьй дат-

10 чик перемещений может быть использован в качестве универсального прецизионного устройства для применения в технике линейно-угловых измерений.

ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий корпус, установленный в нем магнитопровод броневого типа с укороченным средним стержнем, двухсекционную вторичную обмотку, охватывающую основание магнито- провода в области воздушного зазора, и размещенную на среднем стержне первичную обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны характеристики преобразования, точности и помехозащищенности-датчика, он снабжен шарнирным пapaллeлoгpaм fflым механизмом, связываемым с объектом контроля в процессе измерений и закрепленным в корпусе посредством осей, параллельных .поперечной оси симметрии датчика и входящих в отверстия в серединах его поперечных сторон, а каждая секция вторичной обмотки закреплена на одной из продольных сторон параллелограммног S .го механизма, параллельных продоль-; ной оси симметрии датчика, и уста-, новлена симметрично относительно магнитной нейтрали датчика. CF1