Бесконтактный индуктивный датчик Советский патент 1987 года по МПК G01B7/14 

, 13

йены из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. Во втулке размещены измерительная катушка 4 с сердечником 5 и компенсационная катушка 6 с сердечником 7. В сердечниках 5 и 7 имеются радиальные щели 8 и 9. У свободного конца кожуха установлена с возможностью осевого поворота втулка 14 с упругой пластиной 15 и закрепленным на ней подстроечным магнитным шунтом 17. Пластина 15 проходит через прорезь в полукольце 2. После установки датчика возле объекта контроля поворотом гайки 18 производится балансировка нуля мостовой из

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния до поверхности различных объектов.

Цель изобретения - повьаление точности путем компенсации влияния изменений температурь: окружающей среды.

На фиг. 1 представлен датчик, об- щий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1j на фиг. 3 - развертка полукольца, жестко связанного с компенсационным концом втулки.

Бесконтактный индуктивный датчик линейных перемещений содержит втулку выполненную в виде цилиндра 1. С компенсационным концом втулки жестко связано полукольцо 2, установленное эксцентрично с цилиндром 1 и имеющее поперечную прорезь 3, выполненную с углом наклона около 5° (фиг. 3). Во втулке размещены соос- но расположенные измерительная катушка 4 с тороидальным сердечником 5 и компенсационная катушка 6 с тороидалным сердечником 7. Сердечники 5 и 7 имеют радиальные щели 8 и 9, в которых размещены немагнитные электропроводящие пластины 10 и 11, обес- печивающие формирование магнитного поля в щелях. Снаружи втулки размещен кожух 12, жестко прикрепленный к втулке со стороны измерительной катушки 4 и отделенный от нее на дру-

225

мерительной схемы, в которую включе- ны катущки 4 и 6 датчика. Она осуществляется за счет изменения относительного положения полукольца 2 и втулки 14, приводящего к изгибу пластины 15 и перемещению шунта 17 относительно сердечника 7 компенсационной катушки 6. О перемещении объекта судят по сигналу разбаланса измерительной схемы. Компенсация влияния температуры окружающей среды осуществляется за счет прогиба пластины 15 и перемещения огунта 17 вследствие перемещения концов пластины под действием температурного удлинения кожуха. .3 ил.

5

5

5

5

гик участках с помощью сепаратора 13i Внутри кожуха у его свободного конца установлена с возможностью поворота вокруг оси датчика дополнительная втулка 14, в пазу которой жестко закреплена упругая пластина 15, фиксированная на втулке 14 кольцом- 16 и проходящая через, поперечную прорезь 3. В средней части пластины 15 в зоне щели 9 жестко закреплен подстроеч- ный магнитный шунт 17. Дополнительная втулка 14 связана с кожухом 12 посредством гайки 18 и кольца 20, жестко связанного с зтой гайкой штифтами 19. Пружина 21 обеспечивает механический контакт втулки ,14 и гайки 18 с постоянным, заранее заданным усилием. Для стопорения втулки 14 и гайки 18 после установки датчика на нуль (балансировка его измерительной и компенсационной части) служат винты 22. Катушки 4 и 6 включены в мостовую измерительную схему. В процессе измерений датчик располагается своей измерительной частью у поверхности контролируемого объекта. В качестве материала тороидальных сердечников 5 и 7 могут быть использованы ферриты, так как с ростом температуры полное сопротивление катушек с ферритовыми сердечникажЕ растет за счет роста магнитной проницаемости и активного сопротивления обмоток . Для обеспечения температурной компенсации кожух 12 должен быть изготовлен из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, превьппающим этот коэффициент материала втулки.

Датчик работает следующим образом.

Перед проведением измерений поворота гайки 18, приводящего к .изменению степени изгиба упругой пластины 15, производят балансировку измерительной схемы. Найденное положение шунта 17 фиксируется путем стопорения втулки 14 и гайки 18 винтами 22. При изменении положения контролируемого

объекта меняется величина зазора меж-f5 нитный шунт, размещенный с возможду ним и сердечником измерительной катушки 4, что приводит к разбалансу мостовой схемы, по которому судят о величине расстояния до поверхности объекта. При изменении температуры окружающей среды происходит нагрев обмотки и сердечника измерительной катушки 4, что приводит к увеличению ее полного сопротивления, т.е. появлению температурной погрешности.Однако одновременно происходит нагрев втулки и кожуха датчика. Вследствие того что температурное удлинение их различное, пластина 15 изгибается таким образом, что подстроечный шунт 17 перемещается в направлении к сердечнику 7 компенсационной катушки 6. При этом возрастает полное со3142254

противление этой катушки. 6, что обе- печивает компенсацию изменения температуры, уменьшает температурную погрешность и повьш1ает точность измерений.

Формула изобретения

Бесконтактный индуктивный датчик расстояния до объекта, содержащий втулку, размещенные в ней измерительную и компенсационную катушки с тороидальными сердечниками, имеющими радиальные щели, и подстроечный магностью перемещения у щели сердечника компенсационной катушкиу отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности путем компенса20 ции температурной погрешности, датчик снабжен упругой пластиной и кожухом, жестко прикрепленным к втулке со стороны измерительной катушки и выпол- ненным из материала с температур25 ным коэффициентом линейного расширения, отличным от температурного коэффициента линейного расширения материала втулкиi упругая пластина установлена около свободного конца

30 кожуха, а во втулке выполнена поперечная прорезь для прохождения упругой пластины, в средней части которой закреплен магнитный шунт.

12

19

го

Фые.

,м . . v V А.

-.VL

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике И может быть использовано для измерения расстояния до различных объектов. Цель изобретения - повышение точности индуктивного датчика путем компенсации влияния изменений температуры окружающей среды. Этот датчик содержит втулку, выполненную в виде цилиндра 1 и полукольца 2 с поперечной прорезью. Кожух 12, жестко соединенный с цилиндром 1, и втулка выпол ue.f сл .. V 22 1В 21 Г

Фиг. 3