Преобразователь перемещений в импульсный электрический сигнал Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для преобразования линейных перемещений в импульсный электричес кий сигнал. Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона преобразования. На фиг. 1 представлена конструкция преобразователя; на фиг. 2 электрическая схема. Преобразователь перемещений в импульсный сигнал содержит электроды 1 и 2, электропроводящую сферическую частицу 3, выполненную из ферромагнитного материала, постоянные магниты с коничейкими полюсами 4 и 5, схему преобразования с резис тором 6. Электроды 1 и 2 (фиг. 1) вмонтированы в корпус 7 и расположены под углом один к другому. Межэлектродное пространство через штуцер 8 за полнено диэлектрической средой - жи ким неполярным диэлектриком, например гексаном, а сферическая частица имеющая плотность, равную плотности неполярного диэлектрика, изготовлена путем нанесения гальваническим способом слоя никеля на сферу из вспененного полистирола. Постоянные магниты 4 и 5 укреплены на раме 9 с возможностью регулирования расстояния между коническими полюсами, а передача механичес ких перемещений от объекта измерений к постоянным магнитам осуществляется через измерительный шток 10 укрепленный с помощью фланца 11 и стоек 12 на раме 9, которая установ лена на шариковьк опорах 13, переме щакмдаяся по направляющим в корпусе 7. Силовое Зс1мыкание между штоком 10 и поверхностью элемента, переме щения которого измеряются, обеспечи вается пружиной 14, К электродам 1 и 2 через резистор 6 (фиг, 2) подключен источник постоянного электрического напряжения 15, а цпя регистрации выходных сигналов применен цифровой частотомер 16, который совместно с элементами 6 и 15 составляет схему преобразования. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на электро ды 1 и 2 в межэлектродном простран5стве возникает электрическое поле напряженностью 2h4g о(./2 где oi - угол, образованный электродами 1 и 2; h - расстояние от вершины yi- ла «; „ Это электрическое поле приводит сферическую частицу 3 в колебательное движение между электродами Колебания частицы сопровождаются переносом заряда и на резисторе 6 формируются импульсы тока частотой eti + K) 2h.t3|.|r.p.hO-kll3f где S - диэлектрическая проницаемость м€жэлектродного пространства;, радиус сферической частицы;, средняя плотность частицы; коэффищ- ент восстановления при ударе сферической частицы об электроды. Так как частицс1 3 выполнена из ферромагнитного материала (никеля), то под действием магнитного поля конических полюсов постоянных магнитов 4 и 5 она совершает колебания меявду электродами вдоль оси А-А (фиг. 1). Контролируемое линейное перемещение, передаваемое через измерительный шток, приводит к изменению положения конических полюсов постоянных магнитов относительно расходящихся электродов. При этом неоднородное магнитное поле увлекает за собой колеблющуюся частицу 3 и изменяет ее траекторию колебаний h относительно вершины угла и . Это приводит, согласно формуле (2), к изменению частоты f следования электрических импульсов на выходе преобразователя, что фиксируется регистрирующим прибором, например цифровым частотомером. Использование неоднородного магнитостатического поля, воздействующего на частицу из ферромагнитного материала, совершающую непрерывные колебания в системе электродов с переменным зазором, позволяет получить простую в изготовлении и наладке конструкцию, в которой нет малонадежных и сложных деталей для крепления ПОДВИ7.: .ых ; ск- родов и самой частицы. Возможность профилирования межэлектродного зазора позволяет получить линейную шкалу во всем диапазоне, а выполнение частицы с нулевой плавучестью устраняет влияние на результаты измерений наклоно вибраций и ускорений. Формула изобретени Преобразователь перемещений в импульсный электрический сигнал, содержащий герметичный корпус, запо венный диэлектрической средой,подключенные к схеме преобразования, установленные внутри корпуса электр ды с размещенной в межэлектродной области электропроводящей сферической частицей и измерительный шток, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразования, в нем установлены постоянные магниты, межэлектродная область выполнена в виде профилированного канала, образованного плоскими электродами с переменным зазором по длине, расположенными в неоднородном магнитном поле конических полюсов постоянных магнитов, соединенных с измеритеЛьнан штоком и стенками корпуса, а электропроводящая частица выполнена из ферромагнитного мате риала.

А-А

Фиг.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона преобразования. Преобразователь содержит корпус, в котором между электродами в диэлектрической среде колеблется сферическая матрица из ферромагнитного материала. С внешней стороны электродов установлены магниты с коническими полюсами, перемещающиеся вдоль электродов под воздействием входного сигнала. Т.к. межэлектродная область выполнена с переменным зазором по длине, то в зависимости от положения магнитов частота выходного сигнала сS меняется, индицируя величину перемещения штока. 2 ил. (Л