Трансформаторный преобразователь линейных перемещений в электрическое напряжение Советский патент 1960 года по МПК G01B7/00 

В электромеханических конструкциях, применяемых в системах автоматического управления и дистанционного контрсля, часто оказывается необходимым преобразовывать в электрическое нап-ряжение и ток суммы и разности нескольких механических перемещений.

С помощью соответствующего датчика механическое иеремещение преобразуется в электрический параметр (активное и реактивное сопротийление, напряжение, емкость и т.д.), при этом необходимо, чтобы соблюдалась линейная зависи.мо.;ть между величиной механического перемещения и изменением электрического параметра.

Описываемое устройство обеспечивает это условие и отличается от известных индукционных датчиков тем, что EI нем обеспечена установка «нуля в любой точке шкалы и индикация прохода через нуль путем изменения знака выходного напряжения, а также раенп1рен предел линейности.

На средне.м стержне Ш-образного магнитоировода имеются одна или несколько катушек установки нуля, обмотки которых включены последовательно и встречно с обмотками соответствующего количества измерительных катушек.

На чертеже изображена схема трансформаторного преобразователя линейных перемещений в регулируемое электричеекое напряжение.

Основной элемент прибора - трансформатор /, магнитопроьод которого изготовлен из электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью при слабых напряжениях магнигного поля. Железо трансформатора имеет Ш-образную форму с высоким стержнями и разомкнуто сверху. На среднем стержне трансформатора помещается катушка 2 возбуждения, которая питается от специального

Ль 127923- 2 траксформатора или непосредственно от сети. Подвнжиая катушка 3, механически евязанная с перемещаемым объектом, может двигаться вдоль стержня, занимая положение между катушкой 4 и некоторым предельным уровнем, на которОМ начинает сказываться отступление от лине г;юго закона изменения индукции -благодаря бл изости катуп1ки 2 возбуждения.

Катушки 3 « 4 соедипены последовательно и так, что эд.с., паводимая перемениым магнитным потоком з витках прдвижной катушки 4, паправлена навстречу э.д.с., наводимой в витках подвижной катушки 3. В цепь катуп:ек вкл)очается измерительный вольтметр 5.

При одинаковом числе витков в катушках 3 и 4 и при раеположении этих катушек на уровне наиряжелие на клеммах прибора 5 равно нулю. При движении катушки 3 вниз э.д.с., которая наводится в ее витках, возрастает, и Ia клемма.х прибора 5 появляется напряжение, равное разности э.д.с. катушек 5 и 4.

Совмещение подвижной и неподвижной катушек на одном уровне (нулевая точка прибора) достигается тем, что катушки наматываются з виде тонких рамок, витки которы.к лри совмеш ении катушек оказываются удаленными от разделяющего их уровня л1-ииь на толш.ину витка.

Другой способ совмещения катушек 3 к 4 ни одном уровне заключает|;я в том, что неподвижную кату1нку изготовляют в виде тонкого слоя виткоз, плотно охватывающих стержень,- а подвижная катушка 3 имеет несколько большие размеры и при положении катушек па одном уровне охватывает неподвижную катушку снаружи. В пос.чеднем случае неподвижная катушка может быть расположена посередине стержня, и тогда .движение подвижной катушки бу.дет фиксиро&ать линейное отк.тонение от некоторого заданного уровня в обе стороныМагнитный поток от среднего стержня переходит в боковые стержни через воздух. При вы,:окой магнитной проницаемости етали магнитное .сопротивление ее настолько мало по сравнению с сопротивлением воздушных промежутков, что падение магнитного напряжения на участках .магнитопровода, образоЕанного сталью, оказывается ничтожно малым и вследствие этого падение магнитного напряжения в воздун1ных зазорах оказывается постоянной величиной вдоль большей части длины стержней траи :форматора. При этих условиях в воздушных зазорах .магнитная инду1сция сохраняет постоянное значение на значительных участках длины стержней и поле оказывается однородным.

Вследсгвие постоянства значений индукции Б воздушных зазорах магнитный поток, нронизывающий поперечное сечение среднего стержня, равномерно убывает вдоль его длины, и если на .средний стержень трансформатора надеть подвижную катушку 3, состоящую из нескольких изолированных витков проволоки, то э.д.с., наводимая переменным маг штным .полем в витках этой катущки, будет паходиться ы линейной ;3ависимоети от расстояния ДЬ, которое отсчитывается от некоторого начального положения катущки на стержне.

При линейной зависимости индукции в стали будет иметь место постоянство величины индукции в воздущном зазоре и, наоборот, при постоянстве индукции в воздущном зазоре будет иметь место линейная заьисимость в стали.

Предмет изобретения

Трансформаторный преобразователь линейных перемещений в электрическое наиряжепие с катущкой возбуждения и подвижной измерительной , о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью обеспечения

у.становки «нуля в любой точке шкалы, индикации прохода через нуль путем изменения знака выходного напряжения и расширения пределов линейности, он содержит на среднем стержне Ш-образного магаитопровода одну или несколько неподвижных катушек установки нуля, обмотки которых включены последовательно и встречно с обмотками соотнетствующего количества измерительных катушек.

-- 3 127923