Индукционный датчик перемещений Советский патент 1959 года по МПК G01D5/22 G08C19/06 H01H36/00 

Предлагаемый индукционный датчик перемещений относится к известному типу датчиков того же целевого назначения, электромагнитная система которых содержит две подвижные катушки, включенные дифференциально для определения разности .возбуждаемых в них напряжений.

С целью повышения точности такого датчика, предлагается выполнить указанную электромагнитную систему с одним общим для обеих катущек S-образным магнитопроводом, на коленах которого расположены обмотки возбуждения, а на свободных концах - подвижные катушки.

Предлагаемый датчик перемещений (см. схему) состоит из магнитопровода 1, набранного из листовой электротехнической стали, обмотки возбуждения, имеющей секции 2 и 3, подвижной части сукрепленными на ней катушками, выполненными в виде бескаркасных рамок 4 и 5.

Подвижная часть может перемещаться по прямолинейным направляющим (эти направляющие на схеме не показаны).

При питании обмотки возбзждения переменным током ее секции 2 и 3 создают переменные магнитные потоки Ф и Фо, которые замыкаютпо магнитопроводу через равномерные воздущные зазоры б.

Магнитопровод 1 рассчитывается таким образом, чтобы магнитным сопротивлением его стальных участков можно было пренебречь в сравнении с магнитным сопротивлением воздущных зазоров. В этом случае магнитная индукция ВАБ и 5вг в стержнях АБ и ВГ магнитопровода, определяемая в плоскости рамок подвижной части, меняется по линейному закону:

.ВАБ BO-/С/ .Ввг --бо-№ 120561

где: BO - магнитная индукция в нейтральной плоскости 00, / - расстояиие между илоскостью ОО и плоскостью, в которой определяется индукция, К. - коэффициент пропорциональности.

Электродвижущие силы Е и EZ, индуктируемые в рамках 4 vi 5, охватывающих стержни АБ и ВГ, определяются следующими выражениями:

где: 03 - частота переменного тока возбуждения, W - число витков рамки, S - площадь поперечного сечения стержня АБ (или ВГ магнитопровода.

Таким образом, величины э.д.с., индуктируемые в рамках, связаны с положением подвижной части линейным законом:

, 0) IFSBo - WSK.I, 2 -U) 1Г5Бо-«1Г5Л:/.

Так как рамки и 5 соединены последовательно, то суммарная э.д.с. E Ei + E2 Koi. где: Яо -2 WSK.

Таким образом, зависимость между перемещением / подвижной части и з.д.с. Е, индуктированной в ее обмотке, представляет собой прямую линию.

Жесткое соединение объекта измерения с подвижной частью дает возможность получать э.д.с., пропорциональную по модулю перемещению объекта. Фаза э.д-с. меняется яа 180° при прохождении модуля ее через нуль, но остается постоянной при любых положениях подвижной части по одну сторону от нейтральной плоскости 00, т. е. соответствую-, щих перемещениям одного знака.

Положение нейтральной плоскости 00 может, в случае необходимости, регулироваться изменением соотнощения между намагничивающими силами обмотки возбуждения.

Предлагаемый датчик может быть сконструирован как д.ля измерения больщих, так и малых перемещений.

Предмет изобретения

Индукционный датчик перемещений с электромагнитной системой, содержащей две подвижные катущки, включенные дифференциально для определения разности возбуждаемых в них напряжений, от л и ч а ющийся тем, что, с целью повыщенйя точности работы датчика, электромагнитная система имеет один общий для обеих катущек S-образный магнитопровод, на коленах которого расположены обмотки возбуждения, а на свободных концах - подвижные катущки.

W55AE,

1Г5Бвг,