Дифференциальный датчик Советский патент 1987 года по МПК G01B7/00 H01F7/13 

Изобретение относится к электро- аппарато строению и может быть использовано для контроля контактных нажатий пружин ряда электрических аппаратов, в том числе автоматических включателей.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности использования измерения тягового усилия .

На фиг, 1 схематически изображен дифференциальный датчик цилиндрического типа; на фиг. 2 - схема подключения катушки постоянного тока; на фиг, 3 - то же, переменного тока.

Дифференциальный датчик цилиндрического типа (фиг. 1) содержит ферромагнитный цилиндрический корпус 1, внутри которого помещен также цилиндрический якорь 2, со штоком 3. Цилиндрический стоп 4 выполнен с возможностью перемеш;ения и по раз мерам равен якорю. Датчик, снабжен глухим немагнитньм упором 5, к которому прикреплен с. помош:ью регулировочного элемента 6 стоп 4, и проходным немагнитным упором 7, имеющим сквозное отверстие, через которое проходит шток 3.

Наличие немагнитных упоров 5 и 7 обеспечивает симметрию датчика в исходном состоянии. На штоке 3 помещена пружина 8S один конец которой упирается в проходной упор 7, а другой конец закреплен на штоке 3 с возможностью ее перемешенйя, Внутри корпуса расположены катушка 9 постоянного тока (фиго 2) и катушки 10 и 11 переменного тока. Катушки 10 и 11 (фиг, 3) соединены последовательно и встречно .и расположены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии (фиг, 1).. На корпусе 1 установлен ферромагнитный флане 12, на котором закреплен глухой упор 5. Не рабочие (паразитные) зазоры электромагнита равны между собой. Секции катушек 10 и 11 переменного тока включены в соседние плечи уравновешенного сопротивлениями резисторов 13 и 14 мостаs в выходную диагональ которого включено сопротивление 15 нагрузки. Сечение обмоточного провода и число витков в секциях 10 и 11 одинаковое,

При подаче напряжений на катушки датчика и точном положении якоря

0

5

0

5

5

0

5

0

5

2 и стопа 4 относительно плоскости симметрии/ которое обеспечивается глухим упором 5, регулировочным устройством б, проходным упором 7 и пружиной 8j а также симметричным распо- . ложением катушек 10 и 11, индуктивное сопротивление катушек 10 и 1 1 будет одинаковым.

При изменении начального зазора происходит изменение магнитного сопротивления цепи индуктивности катушек 10 и 11, а следовательно, и общего сопротивления. Таким образом, имеется функциональная зависимость между измеряемой величиной перемещения и электрическим сопротивлением датчика.

Для этого датчика входной величиной является перемещение цилиндрического якоря 2, определяемое зазором, выходной величиной - сила тока в катушке при заданном переменном напряжении питания. Если цилиндрический якорь 2 через шток 3 механически связан с каким-либо устройством, например, с подвижным контактом испытуемого аппарата, то при подаче на катушку 9 постоянного тока на цилиндрический якорь 2 датчика будут действовать две силы: тяговое усилие, создаваемое caiyMM электромагнитом, и противодействующее усилие, являющееся суммой сил, препятствуюш 1Х притяжению цилиндрического якоря 2 к столу 4, Чтобы цилиндрический якорь 2 начал двигаться, необходимо увеличивать ток в кат уЕвке 9 до тех пор, пока тяговое усилие не станет равным противодействующему. Таким обра- ЗОМ5 входной величиной датчика является таюке измеряемое противодействующее усилие, а выходной величиной - ток в катушке 9,

В случае неравенства индуктивнос- тей катушек 10 и 11 необходимо с помощью регулировочного элемента 6, перемещая стоп 4 внутри ферромагнитного фланца 12, который соединен, например, резьбовым соединением с корпусом 1, добиться их равенства, а если нет разности в индуктивности секций катушек 10 и 11 переменного тока, то ток в резисторе 15 будет равен нулю.

При трогании цилиндрического якоря 2 на резисторе 15 появляется падение напряжения, которое является сигналом рассогласования и с помощью

которого можно отключить источник питания катушки 9 постоянного тока и зафиксировать по прибору, установленному в цепи питания катушки 9 и отградуированному в усилиях, величину противодействуклцей силы.

Датчик может быть применен также в качестве элемента непрерывного действия. В этом случае т.е. при непре рывном преобразовании перемещения в электрический сигнал, каждому значению входного сигнала соответствует определенное положение якоря. При этом параметры датчика необходимо выбирать так, чтобы в пределах зоны измерения характеристика датчика (зависимость тока в катушке переменного тока от рабочего зазора) представляла участок прямой линии. Формула изобретения

Дифференциальный датчик, содержащий цилиндрический якорь со штоком,

Q элементом,

96554

фланец, измерительные катушки, включенные встречно и последовательно, и возбуждающую катушку, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности использования измерения тягового усилия, он снабжен стопом с регулировочным

проходным и глухим упораэлементом,

ми, пружиной, возбуждающая катушка предназначена для подключения к источнику постоянного тока, при этом пружина установлена на штоке якоря, один ее конец упирается в проходной упор, а другой закреплен на щтоке, глухой упор установлен на фланце со стороны стопа, а проходной упор - со стороны якоря, причем указанный стоп вьшолнен идентичным якорю по своим размерам и установлен симметрично якорю относительно поперечной плоскости симметрии.

-и Фиг.1

Составитель Н.Кузина Редактор Э.Слиган Техред и.Поп ович Корректор А.Зимокосов

Заказ 6145/43 Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

и cpt/г.