Дифференциально-трансформаторный датчик перемещения Советский патент 1987 года по МПК G01B7/00 

состоит из двух Ш-образных сердечников 1 и 2, обращенных один к другому своими стержнями. На среднем стержне 3 сердечника 1 размещена первичная обмотка 4, а на крайних стержнях 5 и 6 сердечника 2 расположены две секции 7 и 8 вторичной обмотки измерения, соединенные встречно-последовательно. В зазоре между сердечниками J и 2 размещен якорь 9, выполненный в виде нескольких ферромагнитных пластин 10-13, закрепленных на общем дизлектрическом основании. Эти ферромагнитные пластины образуют две группы, установленные параллельно одна другой симметричным размещением относительно центра якоря. Одна из пластин каждой пары, предназначенная

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений в области машиностроения и в различных системах автоматического управления для дистанционного контроля технологических процессов в условиях сильных помех.

Целью изобретения является повышение чувствительности дифференциально-трансформаторного датчика перемещения путем увеличения градиента магнитной проводимости его магнитной цепи.

На фиг.1 приведен дифференциально- трансформаторный датчик перемещения, общий вид; на фиг.2 - якорь датчика, вид сверху; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1.

Дифференциально-трансформаторный датчик состоит из двух Ш-образных сердечников 1 и 2, обращенных один к другому своими стержнями. На среднем стержне 3 сердечника I размещена первичная обмотка 4 возбуждения, а на крайних стержнях 5 и 6 сердечника 2 расположен) две секции 7. и 8 вторичной обмотки измерения, соединенные встречно-последовательно. В зазоре, между сердечниками 1 и 2 размещен

для реверсирования магнитного потока в крайних стержнях Ш-образного сердечника, на которых размещены секции вторичной обмотки, расположена наклонно относительно торцовых поверхностей этих стержней. При перемещении якоря 9 происходит перераспределение магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой 4 между крайними стержнями сердечников и 2, что вызывает соответствующее изменение ЭДС в секциях вторичной обмотки. В процессе перемещения якоря возможно даже реверсирование этого потока. Вследствие более интенсивного изменения магнитной проводимости обеих половин магнитной цепи датчика повышается его чувствительность. 4 ил.

якорь 9, выполненный в виде ферромагнитных пластин 10-13, закрепленных на общем диэлектрическом основании, и установленный с возможностью линейного перемещения в плоскости зазора. Эти ферромагнитные пластины обра- ззтот две группы, установленные параллельно одна другой. В одну группу . входят пластины 10 и 13, в другую - 11 и 12. Пластины обеих групп размещены симметрично относительно центра якоря. Пластины 10 и 12, образующие одну пару, имет размеры, совпадающие с размерами крайних стержней сердечНИКОВ 1 и 2, а толщина этих пластин равна толщине якоря 9. Пластины 1I и 13, образующие другую пару, имеют размеры, равные суммарному размеру сечений среднего и крайнего стержней

этих сердечников и промежутков между ними. Толщина этих пластин меньше толщины якоря 9 и они расположены в теле якоря 9 наклонно относительно торцовых поверхностей стержней сердечников 1 и 2, обращённых в зазор.

Дифференциально-трансформаторный датчик перемещения работает следующим образом.

В исходном положения якоря 9 его ферромагнитгые пластины 10-13 находятся в,не зоны расположения стержней

Ш-образных сердечников 1 и 2, вследствие чего воздушные зазоры между ними максимальны. Сопротивление магнитной цепи магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой 4 возбуждения датчика, максимально, вследствие чего ЭДС, наведенные этим потоком в секциях 7 и 8 вторичной обмотки, минимальны. Поэтому выходной сигнал датчика близок к нулю. При перемещении якоря 9, связываемого с объектом контроля в процессе измерений, одна группа ферромагнитных пластин, например 11 и J2, постепенно входит в зазор между стержнями сердечников I и 2. При этом магнитны поток в стержне 6 уменьшается, так как его часть шунтируется пластиной 11, а в стержне 5 магнитный поток увеличивается вследствие уменьшения воздушного зазора. В результате на вторичной обмотке появляется выходной сигнал, равный разности ЭДС в ее секциях 7 и 8,, пропорциональный линейному перемещению якоря в плоскости зазора. При дальнейшем перемещении якоря в этом же направлении магнитный поток в стержне 6, создавамый первичной обмоткой 4, продолжает 30 между сердечниками и выполненный в уменьшаться, принимая нулевое значе- виде нескольких ферромагнитных плас- ние и может реверсироваться вследст- тин, закрепленных на общем диэлектри- вие его полного шунтирования пласти- ческом основании, отличаю- ной П якоря. В результате ЭДС в сек- щ и и с я тем, что, с цепью повыше- ции 8 вторичной обмотки также умень- 35 чувствительности, ферромагнитные

шается, становится равной нулю и изменяет знак, а ЭДС в секции 7 возрастает более интенсивно. Благодаря этому выходной сигнал датчика, равпластины якоря разделены на две группы, установленные симметрично относительно центра якоря, одна из пластин каждой пары, предназначенная для

ный разности ЭДС секций 8 и 7 вторич- 40 реверсирования магнитного потока в

ной обмотки, возрастает в большей степени, чем в общеизвестных датчиках дифференциальной конструкции. При перемещении якоря 9 в противоположном направлении другая группа пластин (10 и 13) входит в зазор между стержнями 1 и 2, что вызывает

аналогичное перераспределение магнитных потоков. В этом случае пластиной i 13 Е1унтируется магнитный поток в стержне 5 и фаза выходного сигнала изменяется на противоположную. Диапазон измеряемых перемещений определяется размерами стержней сердечника и шунтов.

10

благодаря интенсивномуизменению магнитной проводимости магнитной цепи датчика увеличивается его чувствительность и вследствие этого увеличи- 15 вается коэффициент передачи .мощности от п итающего источника на выход датчика. Формула изобретения

20 Дифференциально-трансформаторный датчик перемещения, содержащий два Ш-образных сердечника, обращенных один к другому своими стержнями, размещенную на среднем стержне одного

25 из них первичную обмот1су, расположенные на крайних стержнях другого сердечника и соединенные встречно-последовательно две секции вторичной обмотки и якорь, размещенный в зазоре

пластины якоря разделены на две группы, установленные симметрично относительно центра якоря, одна из пластин каждой пары, предназначенная для

крайних стержнях Ш-образного сердечника, на которых размещены секции вторичной обмотки, расположена наклонно относительно торцовых поверхнос- 45 тей этих стержней, а якорь установлен с возможностью линейного перемещения в плоскости зазора.

13

/

Шунт

3 Ю

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения линейных перемещений. Целью изобретения является повышение чувствительности дифференциально-трансформаторного датчика перемещения путем увеличения градиента магнитной проводимости его магнитной цепи. Датчик

А-А

Шунт.

Редактор Г.Волкова

Составитель Т.Бычкова

Техред М.Дидык Корректор С .Шекмар

Заказ 3822/36Тираж 676 Подписное

ВНИИГО1 Государственного комитета СССР

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

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

ФигМ