Преобразователь перемещений в фазу Советский патент 1986 года по МПК G01B7/00 

12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля перемещений.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя перемещений в фазу путем уменьшения температурных и частотных погрешностей.

На чертеже показана принципиальная схема преобразователя перемещений в фазу.

Преобразователь содержит стержневой якорь 1 из ферромагнитного материала, связываемый в процессе .измерений с объектом контроля, и установленные вдоль его оси соосные цилиндрические катушки 2 и 3. Якорь выполнен с кольцевыми проточками, в которых установлены кольца 4 из мате риала с высокой электрической прово- ди focтью, например меди. Кольца 4 образуют электропроводные, участки 5 якоря 1, а тело якоря 1 между кольцами 4 образует его ферромагнитные участки 6. Катушки 2 и 3 размещены в магнитопроводе 7 чашеобразной конструкции. Расстояние между электропроводными участками 5 якоря 1 равно расстоянию между торцами катушек 2 и 3, расстояние мезвду центрами катушек 2 и 3 равно 2,5 Т. Катушки 2 и 3 выполнены с отводами от середины, соединенной с общей точкой преобразователя. К концевым выводам катушек 2 и 3 подключены фазосдвигаю- щие конденсаторы 8-11, противоположные зажимы которых подключены к катушке 12 синусоидального напряжения, присоединенной к общей точке преобразователя. К одйоименньтм концевым выводам катушек 2 и 3 подключены входами сумматоры 13 и 14. Один из входов каждого сумматора является инвертирующим. К выходам сумматоров 13 и 14 подключен входами фазометр 15. Величина емкости конденсаторов 8-11 выбрана из условия равенства резонансных частот колебательных контуров, образованных половинами обмоток 2 и 3 и конденсаторами 8-11, частоте источника 12 синусоидального напря-: жения.

Преобразователь перемещений работает следующим образом.

При перемещении якоря 1 его электропроводные уча сткн 5 перемещаются относительно катушек 2 и 3, вслед- ствие чего изменяется соотношение между величинами активных и иидуктив

O

5

0

5

0

5

ных составляющих полного сопротивления обмоток 2 и 3 и переменным го- ком. Это приводит к изменению амплитуды, и фазы сигналов переменного тока, снимаемых с точек соединения выводов обмоток 2 и 3 с конденсаторами 8-11. Форма зависимости амплитуды и фазы этих сигналов от величины перемещения якоря 1 близка к синусоидальной. Вследствие несимметричного расположения электропроводных участков 5 по длине катушек 2 и 3 закон изменения фазы сигналов на входах сумматоров 13 имеет противоположный знак по отношению к закону изменения фазы сигналов на входах сумматора 14. На выходе сумматоров 13 и 14, реализующих дифференциальную, схему сложения сигналов, формируются результирующие сигналы, фазы которых изменяются пропорционально перемещению якоря 1 в противоположных направлениях. Поэтому при .перемещении якоря 1 на расстояние Т между двумя электропроводными участками 5 фазы сигналов на выходах сумматоров изменяются на 360 эл.град., а фаза результирующего сигнала - на 720 эл. град.

Благодаря двухкратному дифференциальному преобразованию сигналов, снимаемых с обмоток преобразователя, уменьшаются температурные и частотные погрешности и повышается точность преобразования.

При выполнении якоря и магнито- провода, например, тороидальными преобразователь может быть использован также для контроля угловых перемещений.

Формула изобретения

1реобразователь перемещений в фазу, содержащий пару размещенных на магнитопроводе обмоток, якорь с чередующимися ферромагнитными и электропроводными участками, соединенный с общей точкой преобразователя, источник синусоидального напряжения и фазометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен четырьмя фазосдвигагацими конденсаторами и двумя сзгмматорами, обмотки выполнены с отводом от середины, соединенной с общей точкой преобразователя, конденсаторы вклю31280305

чены между источником Напряжения и «ым концевым выводам обмоток, а вы- концевыми выводами обмоток, сумма- ходы сумматоров соединены с входом торы подключены входами к одноимен- фазометра.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля перемещений. Оно позволяет повысить точность преобразователя перемещений в фазу, который содержит пару размещенных в чашеобразном магнитопроводе обмоток 2, 3 и стержневой якорь 1 с чередующимися электропроводными ферромагнитными участками. Концевые выводы обмоток 2, 3 подключены через фазосдвигающие конденсаторы 8-11 к источнику 12 синусоидального напряжения. К одноименным концевым выводам обмоток 2, 3 подключены сумматоры 13, 14, имеющие инвертирующие входы и реализующие дифференционное сложение сигналов, снимаемых с обмоток. Выходы сумматоров подключены к входу фазометра 15. При перемещении якоря 1 изменяются соотношения активных и индуктивных составляющих полного сопротивления обмоток 2 и 3 и, соответственно, резонансные частоты колебательных контуров, образованных половинами обмоток 2, 3 и конденсаторами 8-11. Это приводит к изменению фазы сигналов, поступающих на входы сумматоров. В результате при перемещении якоря 1 на величину, равную расстоянию меяаду его электропроводными участками, фаза результирующего сигнала на выходах сумматоров 13, 14 изменяется на 720 эл.град. 1 ил. $ (Л