Датчик перемещения Советский патент 1987 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных неремеще- ний объектов.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения нелинейности выходной характеристики за счет использования установленной в якоре вставки регулируемого размера.

На фиг. 1 приведен датчик, обший вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - выходные характеристики датчика.

Датчик содержит ферромагнитный корпус 1, магнитопровод 2, на центральном стержне которого размешены секции обмотки 3 возбуждения и .дифференциально соединенные секции измерительной обмотки 4.

Со стороны одного торца магнитопрово- да 2 размещена с зазором б симметрирующая ферромагнитная пластина 5 с диамагнитной вставкой 6, служащей для упрощения настройки датчика, а со стороны другого торца с зазором бр размещен подвижный ферромагнитный якорь 7, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом (не показан).

В центральной части ферромагнитного якоря 7 выполнено отверстие 8, в котором размещена выполненная из диамагнитного материала разрезная втулка 9 с резьбовым отверстием и конусной расточкой, внутри которой расположен регулировочный винт 10, конусная головка 11 которого входит в конусную расточку разрезной втулки. Регулировочный винт 10 выполнен из того же ма- тер-иала, что и втулка 9.

Датчик работает следующим образом.

При удалении или приближении якоря 7 относительно рабочего торца датчика в направлении к увеличивается или уменьшается величина рабочего зазора бр, в то время как величина компенсационного зазора б,, остается неизменной. В результате этого изменяется результирующее напряжение, снимаемое с двух дифференциально соединенных секций измерительной обмотки 4. Выходная характеристика датчика (кривая 12, фиг. 2), представляющая зависимость результирующего напряжения f/ebw от расстояния между якорем 7 и торцом магнитопро- вода датчика (величина рабочего зазора бр), показывает, что при использовании ферромагнитного якоря 7 с центральной частью, выполненной из диамагнитного металла в виде втулки 9, происходит- уменьшение чувствительности в начальной и средней частях характеристики (за счет токовихре- вого эффекта в центральной части якоря), что приводит к ее спрямлению. Это объяс0

5

0

0

0

5

0

няется тем, что приближение ферромагнитного материала якоря к торцу магнитопро- вода приводит к увеличению индуктивности обмотки 4, а приближение диамагнитного металла, из которого выполнена разрезная втулка 9 и регулировочный винт 10, уменьшает индуктивность измерительной обмотки датчика за счет токовихревого эффекта.

Таким образом, совместное действие ферромагнитной части якоря и его центральной диамагнитной части приводит к уменьшению нелинейности выходной характеристики датчика. По мере удаления якоря 7 от торца датчика влияние токовихревого эффекта ста- новится слабее из-за уменьшения величины магнитного потока, взаимодействующего с центральной частью якоря (фиг. 3), вследствие чего чувствительность в средней и конечной частях характеристики изменяется весьма незначительно.

Для регулировки степени компенсации нелинейности выходной характеристики преобразования датчика диаметр диамагнитной втулки 9 можно изменять путем вращения регулировочного винта 11, что позволяет установить наименьшую нелинейность выходной характеристики, а следовательно, и повысить точность измерения.

Как показали экспериментальные исследования, нелинейность характеристики (кривая 12, фиг. 3) уменьшается практически в 2 раза (на 100%) по сравнению с нелинейностью датчика с якорем, выполненным полностью из ферромагнитного материала (кривая 13, фиг. 3), и в 1,5 раза (на 50%) по сравнению с нелинейностью датчика с якорем, имеющим отверстие в центральной части (кривая 14, фиг. 3).

Формула изобретения

Датчик перемещения дифференциально- трансформаторного типа, содержащий ферромагнитный цилиндрический корпус, установленный внутри корпуса магнитопровод с размещенными на нем обмотками возбуждения и измерения, расположенные соосно у противоположных торцов магнитопровода симметрирующую пластину и якорь с центральным отверстием, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения нелинейности выходной характеристики, он снабжен размешенной в отверстии якоря и выполненной из диамагнитного материала разрезной втулкой с внутренним резьбовым отверстием и конической расточкой на ее торце, обращенном к магнитопро- воду, и регулировочным винтом с конусной головкой, расположенной в расточке втулки.

(риг. 2.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - новьиление точности трансформаторного датчика линейного пере.меще- ния путем уменьшения нелинейности его выходной характеристики преобразования. Это обеспечивается с помощью диамагнитной разрезной втулки 9, размещенной в центральной части подвижного якоря 7, который установлен на расстоянии от торца его маг- нитопровода 2 с возможностью изменения зазора между ними. Датчик содержит обмотку 3 возбуждения и дифференциальную измерительную отмотку 4, симметрирующую пластину 5 с диамагнитной вставкой 6 и фер- ро.магнитный якорь 7 с раз.мещенной в его центральной части регулируемой но размерам разрезной втулкой 9, размеры которой могут быть изменены с помощью винта 10. Ввинчивая или вывинчивая винт 10, можно изменять радиальные размеры втулки 9 и соответствсно изменять величину магнитного сопротивления для ирохождения магнитного потока за счет изменения демпфирующего действия вихревых токов, навод11.мых в фер- ро.магнитной и диамагнитной частях якоря 7. 3 ил. § (Л XX $ IMX X X X X Х ч XX УХ/ХХ/ХУ// tvv $ XV IMX X X X X Х ч XX со ел Ci XXXXXZZZT ч§ i, /V

)