Трансформаторный преобразователь перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01D5/20 

I

Изобретение относится к измерл- тельиой технике и может быть использовано для контроля линейных размеров и перемещений в машиностроении.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем уменьшения технологических погрешностей, обусловленных разбросом параметров его конструктивных элементов и материалов.

На фиг„1 показан преобразователь со снятым корпусом, общий видц на фиг,2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - вид на узел регулировки чувствительности преобразователя (разрез А-А на фиг,1).

Трансформаторный преобразователь перемещений содержит корпус 1 с продольными направляющими пазами, в которых установлена на пружинном подвесе (не показан) подвижная систма, включающая рамку 2, связанную в процессе измерений с объектом контроля (не показан), и закрепленный на ней составной ф-образный магнито провод 3, Рамка 2 установлена в направляющих пазах корпуса 1,

Центральшзй стержень 4 магнито- провода 3 вьшолнен с воздушным за- 5 между верхней частью стержня 4 выполнена в виде пластинчатого полюсного наконечника 7, поверхност которого параллельна внутренней по- верхности основания 6, На средней части стержня 4 закреплена обмотка возбуждения, подключенная к источнику питания переменного тока (не покзан) , Соосно с осью о электромагнитной симметрии преобразователя в вер ней стенке корпуса 1 выполнено отверстие , в котором установлена с воможностью вращения поворотная кольцевая оправа 9, На корпусе 1 устано лены фиксирующие оправу 9 винты 10. Во внутреннее отверстие кольцевой оправы 9 входит цилиндрический выст 11 платы 12, установленной с возможностью поворота относительно кольцевой оправы и зьшолненнрй из изоля- ционного материала. На поверхности верхней стенки корпуса 1 вокруг платы 12 установлен изолятор 13. В колцевой оправе 9 вьшолнено круглое отверстие 14, а в плате 12 напротив отверстия 14 - продольный паз 15, В отверстии 4 установлен с возможностью вращения своим цилиндричес

5

0

5

0 5 0 5 0 5

ким хвостовиком эксцентрик 16. На торце хвостовика эксцентрика 16 выполнен шлиц для регулировки его углового положения. Головка эксцентрика 16, смещенная Относительно оси вра1цения хвостовика, размещена в пазу 15 поворотной платы 2. В области полюсного наконечника стержня 4 маг-, нитопровода 3, охватывая его основание 6, установлена с зазором измерительная обмотка, выполненная в виде двух расположенных Х-образно плоских секций 17 и 1.8, расположенных под углом 1C направлению контролируе- мых линейных перемещений. Одна сек-, .-. ция 17 обмотки закреплена на изоляторе 13 неподвижно относительно корпуса, а другая секция 18 закреплена на круглой поворотной плате 12. Секции

175 18 включены между собой последовательно-встречно и соединены с выходными клем1-1ами преобразователя.

Точка а пересечения продольных осей секций 17 и 18 находится на оси X контролируемых перемещений. В исходном положении точка а совпадает с центром (осью) О электромагнитной симметрии преобразователя (фиг.З),

Длина секций 17 и 18 выбирается больше, чем величина диапазона контролируемых перемещений в сумме с толщиной магнитопровода 3 (его полюсного наконечника 7) в направлении X перемещения магнитопровода 3. В об- ласти воздушного зазора 5 находятся участки 19 (отрезок а-Ь) и 20 (отрезок а-с) секций 17 и 18 измерительной обмотки.

Участки 19 секций 17 и 18 расположены с одной стороны поперечной оси симметрии магнитопровода 3, а участки 20 этих секций - с другой стороны от оси симметрии.

Преобразователь работает следующим образом.

Магнитный поток, создаваемый обмоткой 8 возбуждения в центральном стержне 4 и воздушном зазоре 5, индуктирует в каждой из секций 17s

18измерительной обмотки ЭДС, которые пропорциональны разности эффективных длин участков 19 и 20 каждой секции, находящихся в воздушном зазоре 5 магнитопровода 3.

Эффективная длина участков 19 и 20 измерительной обмотки зависит от угла наклона секций 17 и 18 к оси ,X контролируемых перемещений и от

3 1

положения точки а пересечения их осей относительно геометрического

центра плоскости полюсного наконечника 7. Так как в исходном положении геометрический центр плоскости полюсного наконечника 7 совпадает с точкой fit ,и с центром электромагнитной симметрии преобразователя, величины ЭДС каждой из секций 17, 18 равны нулю. Соответственно равен нулю и выходной сигнал преобразователя. Перемещение объекта контроля вызывает смещение рамки 2 по направляющим корпуса I и отклонение по оси X магнитопровода 3 от нейтрального исходного положения. Соотноше- ние эффективных длин участков Г9 и 20 каждой из секций 17 и 18 измерительной обмотки при этом изменяется с противоположными знаками пропорционально величине перемещения агнитопровода 3 по оси X, В результате на выходе преобразователя формируется выходной сигнал, пропорциональный перемещению контролируемого объекта. Крутизна характеристики - преобразования, ..т.е. чувствительность реобразователя является косинусо- дальной функцией среднего угла J наклона секций 17 и 18 к оси X контролируемых перемещений.

Чувствительность преобразователя зависит также от геометрических размеров магнитопровода 3 и секций 17, 18 измерительной обмотки, от велиины магнитной проницаемости магнитопровода 3 и других факторов. Технолоический разброс ЭТИХ параметров

риводит к соответствующему разбросу чувствительности, что уменьшает точность преобразователя. Для устранения погрешности, вызванной технологическим разбросом параметров

преобразователя, осуществляется регулировка его чувствительности. Грубо заданную величину чувствительности устанавливают поворотом кольцевой оправки 9 в корпусе 1. Угловое положение платы 12 с закрепленной на ней секцией 18 измерительной обмотки при этом изменяется. Соответственно изменяется эффективная длина ее участков 19, 20, а следовательно, и чувствительность преобразователя.

Регулируя таким образом чувствительность, устанавливают ее прибли214944

зительно равной заданной величине. После этого положение оправы 9 в Kopi- пусе 1 фиксир тот с помощью винтов 10. Затем осуществляют точную регулиров- 5 ку преобразователя с помощью эксцентрика 16. Поворотом хвостовика эксцентрика 16 вызывают перемещение его головки в пазу 15, что приводит к изменению углового положения пла- 10 ты 12 и закрепленной на ней секции 18 измерительной обмотки. Поворачивая эксцентрик 16, устанавливают точное значение требуемой чувствительности преобразователя.

5 ,

Таким образом, грубой и точной регулировкой чувствительности преобразователя с помощью узла регулировки угла пересечения секций

0 измерительной обмотки устраняют по.- грешность, вызванную технологическим разбросом параметров элементов преобразователя, .и повышают его точность,

5 Формула изобретения

Трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий корпус, установленный в нем с возможностью пере-

0 мещения на направляющих с -образный магнитопровод с воздушньи зазором в центральном стержне и обмоткой воз- бухчдения на нем, измерительную обмотку в виде дв; расположенных X-образ-.

5 но секций, включенных между собой

последовательно-встречно и свободно охватывающих основание магнитопровода в области воздушного зазора, и размещенный в корпусе на оси электро0 магнитной симметрии узел регулировки угла пересечения секций, отличающийся тем., что, с целью повышения точности путем уменьшения технологических погрешностей, узел ре5 гулировки угла пересечения секций выполнен в виде поворотной кольцевой оправы, установленной на ней с возможностью вращения относительно оправы платы и эксцентрика с цклинд0 рическим хвостовиком и головкой, в оправе вьтолнено сквозное отверстие, на плате против отверстия - продольный паз, эксцентрик установлен хвос- тозиком в отверстии оправы, а голов5 кой - в пазу платы, одна из секций измерительной обмотки закреплена на корпусе, а другая - на плате.

5Ю 12 9 11 17 18

I-A.y P Ц1Ч TfrATTy4rV V TV 4A

8 if

7f Ю 13

/ N- l I МУ

7 S

0iie.f

A-A

x

tpi/e.d

Составитель И.Кислицин Редактор М.Келемеш Техред В.Кадар

Корректор Е.Сирохман

Заказ 1601/46 Тираж 705Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рау нская наб. , д. 4/5

Филиал ШШ Патент г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение позволяет повысить точность трансформаторного преобразователя линейных перемещений путем устранения погрешности от технологического разброса конструктивных элементов и материалов, осуществляемого посредством регулировки его чувствительности. Преобразователь перемещений содержит подвижный ф-образный магнитопровод, неподвижную измерительную обмотку 8, вьшолненную в виде двух X-образно расположенных в во здушном зазоре 5 центрального стержня 7 магнитопровода 3 секций 17, 18, и узел регулировки угла пересечения этих секций. Этот узел выполнен в виде поворотной кольцевой оправы 9 и установленной на ней с возможностью регулировки углового положения относительно оправы платы 12. На плате 12 закреплена одна из секций измерительной обмотки. Другая секция закреплена на корпусе 1 преобразователя. Возможность плавной регулировки угла пересечения секций измерительной обмотки в процессе изготовления и эксплуатации преобразователя позволяет компенсиг ровать технологические и мультипли кативные погрешности преобразования перемещения..3 ил. (/) С 12 в П