Датчик линейных перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B7/14 

i

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля ликейных перемещений и расстояний до объека контроля.

Целью изобретения является повыение чувствительности датчика за чет использования явления электриеского резонанса.

На чертеже показан датчик линейых перемещений.

Датчик содержит два П-образньпс Сердечника 1 с размещенными на них первичными обмотками 2 и вторичными обмотками 3. Первичные обмотки 2 включены между собой последовательно-встречно, а вторичные обмотки 3 - последовательно- согласно . Свободные концы первичных обмоток 2 подключены к источнику питания переменного тока, а к свободным концам вторичных обмоток подключены соединенные меж- у собой вьтрямительный диод 4 и нагрузочный резистор 5.. Напротив концов одного из сердечников 1 установлен с возможностью перемещения X в направлении к ним ферромагнитный якорь 6. Этот с ердечник с обмотками 2 и 3 образует основной трансформатор „ Другой сердечник с обмотками 2 и 3 образует дополнительный трансформатор и может быть магнитоизоли- роваНдот якоря 6, Рядом с вторичными обмотками 3 на стержнях П-образ- ных сердечников 1 размещены дополнительные обмотки 7, включенные между собой параллельно-встречно. К их концам подключен конденсатор 8, величина емкости которого выбирается из условия

где f

fp.

rl

собственная частота колебательного контура,образованного обмотками 7 с конденсатором 8,

частота питающего напряжения . Датчик работает следующим образом.

При удаленном положении якоря 6 магнитные сопротивления сердечников 1 каждого из трансформаторов равны между собой. Вследствие этого равны между собой ЭДС, наводимые во вторичных обмотках 3. Так как они включены встречно, амплитуда их суммарной ЭДС равна нулю и выходной сигнал на на10

15

26030

грузочном резисторе 5 отсутствует. При приближении якоря 6 к торцам сердечника 1 основного трансформатора его магнитное сопротивление уменьша5 ется, а индуктивное сопротивление первичной обмотки 2, падение напряжения на ней и коэффициент трансформации трансформатора возрастают. В результате величина ЭДС на обмотках 3 и 7 основного трансформатора также увеличивается, в параллельно включенных обмотках 7 обоих трансформаторов появляется разностный ток, а на нагрузочном резисторе 5 появляются импульсы напряжения, амплитуда которых однозначно связана с величиной X перемещения якоря 6. Увеличивающийся при приближении якоря 6 разностный ток обмоток 7 вызывает уменьшение амплитуды импульсов на обмотке 3 дополнительного трансформатора. Кроме того, приближение якоря 6 к сердечнику 1 увеличивает индуктивность обмотки 7 основного

25 трансформатора, в результате чего собственная частота колебательного контура, образованного обмотками 7 с конденсатором 8, становится близкой к, частоте напряжения питания.

30 Шунтирующее влияние индуктивной составляющей разностного тока на величину ЭДС обмотки 3 основного трансформатора при этом компенсируется. В результате увеличивается крутизна

JC характеристики преобразования датчика, т.е. увеличивается его чувствительность.

20

40

Формула изобретения

Датчик линейных перемещений, соержащий два выполненных на П-образ- ных сердечниках трансформатора с включенными последовательно-встречно первичными обмотками и включенными последовательно-согласно вторичными обмотками и установленный напротив концов одного из сердеч- НИКОВ с возможностью перемещения в направлении к нему ферромагнитный якорь, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен конденсатором, а трансформаторы выполнены с дополнительными обмотками, подключенйыми параллельн о-встречно к конденсатору.

X

т™Х

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность датчика линейных перемещений трансформаторного типа, содержащего два трансформатора, выполненных на П-образных сердечниках. У концов одного из сердечников установлен с возможностью изменения зазора ферромагнитный якорь. Сердечник другого трансформатора магнитоизолирован от якоря. Первичные обмотки трансформаторов включены между собой последовательно-- встречно, а его вторичные обмотки, включенные между собой последовательно-согласно, подключены через выпрямитель к нагрузочному резистору. Рядом с вторичными обмотками на сердечниках размещены дополнительные обмотки, включе 1ные между собой па- ралйельно-встречно. К их концам подключен конденсатор, образующий с обмотками колебательный контур. При приближении якоря к концам П-образ- ного сердечника увеличиваются его ЭДС во вторичной и дополнительной обмотках и величины их индуктивности. В результате появляется разностный ток в дополнительных обмотках и изменяется собственная частота колебательного контура, что приводит к увеличению крутизны характеристики преобразования. 1 ил. i

X

%

Составитель И. Кислицын Редактор 0. .Юрковецкая Техред В.Кадар Корректоре, Шекмар

Заказ 2109/27 Тираж 670Подяисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Hix