Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

1 13

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для контроля перемещений или положений различных объектов, например контейнера с радиоактивными изотопами .

Цель изобретения - повьшение точности измерения путем уменьшения нелинейности характеристики преобразо- вания устройства, обусловленной краевым эффектом.

На фиг о 1 схематически изображено устро йство для измерения линейных

При перемещении сердечника 3 на вторичной обмотке 2 трансформаторного датчика формируется электрический сигнал (кривая. Е, фиг 3), а на выходе устройства - разностный сигнал между выходным сигналом

перемещений; на фиг. 2 - трансформа- 5 датчика и сдвинутым по фазе вторич20

25

торный датчик Йеремещений; на фиг.3 - характеристика преобразования устройства.

Устройство для измерения линейных перемещений содержит трансформаторный датчик, включающий в себя первичную 1 и вторичную 2 обмотки и установленный с возможностью перемещения ферромагнитный сердечник 3, связываемый с объектом контроля в процессе измерений. Компенсирующий трансформатор, содерзкащий первичную 4 и вторичную 4 обмотки, включен последовательно с трансформаторным датчиком. При этом первичная 1 и вто- о ричная 2 обмотки трансформатора датчика включены последовательно с одноименными обмотками 4 и 5 компенсирующего трансформатора, вторичная обмотка 5 которого подключена к фа- зосдвигающей цепи 6 через переменный резистор 7 о Конденсаторы 8 и 9 подключены к части витков в начале и конце первичной обмотки 1 датчика, которая подключены к источнику 10 питания переменного тока. Емкость конденсатора 8 выбирают так, чтобы при введении ферромагнитного сердечника 3 до половины начального участка первичной обмотки 1 датчика,

ным напряжением компенсирующего трансформатора, представляющий собой зависимость Ug,x (фиг. 3) от перемещения X сердечника 3 Эта зависимость практически пропорциональная. Резонанс токов, возникающих в части витков первичной обмотки, трансформаторного датчика, подключен ных к конденсаторам 8 и 9, позволяет повысить чувствительность трансформа торного датчика к перемещениям вблизи концевых участков этой обмотки и тем самым повысить линейность выходной характеристики устройства за счет компенсации краевого эффекта,

Формула и. зобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее трансформа- 35 торный датчик, включающий первичную и вторичную обмотки и установленный с возможностью перемещения ферромагнитный сердечник, и компенсирующий трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого включены последовательно с соответствующими обмотками датчика, отличающееся тем, что, целью повышения точности путем уменьшения нелинейности харак40

образованный параллельный контур бып теристики преобразования, оно снабрезистора 7 подбирается так, чтобы компенсировать остаточную ЭДС Е jo датчика (фиг. 3), соответствующую начальному положению сердечника 3.

Устройство для измерения линейньт перемещений работает следующим образом.

При перемещении сердечника 3 на вторичной обмотке 2 трансформаторного датчика формируется электрический сигнал (кривая. Е, фиг 3), а на выходе устройства - разностный сигнал между выходным сигналом

датчика и сдвинутым по фазе вторич

ным напряжением компенсирующего трансформатора, представляющий собой зависимость Ug,x (фиг. 3) от перемещения X сердечника 3 Эта зависимость практически пропорциональная. Резонанс токов, возникающих в части витков первичной обмотки, трансформаторного датчика, подключенных к конденсаторам 8 и 9, позволяет повысить чувствительность трансформаторного датчика к перемещениям вблизи концевых участков этой обмотки и тем самым повысить линейность выходной характеристики устройства за счет компенсации краевого эффекта,

Формула и. зобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее трансформа- торный датчик, включающий первичную и вторичную обмотки и установленный с возможностью перемещения ферромагнитный сердечник, и компенсирующий трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого включены последовательно с соответствующими обмотками датчика, отличающееся тем, что, целью повышения точности путем уменьшения нелинейности харак

теристики преобразования, оно снаб

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность устройства для измерения линейных перемещений за счет уменьшения нелинейности характеристики преобразования устройства, вызванной краевым эффектом. Это устройство содержит трансформаторный датчик перемещения, первичная обмотка 1 ко4 торого включена последовательно с i первичной обмоткой 4 компенсирующего трансформатора. Между их вторичными обмотками 2 и 5 включена фазосдвига- ющая R-C-цепь 6, обеспечивающая сдвиг по фазе вторичного напряжения компенсирующего трансформатора относительно выходного напряжения датчика. С помощью конденсаторов 8 и 9, подключенных к части витков в начале и конце первичной обмотки 1 трансформаторного датчика перемещения, формируются два параллельных резонансных контура, настраиваемых в резонанс с частотой источника 10 питания при определенном положении подвижного сердечника 3 этого датчика. Благодаря этому повышается чувствительность датчика к перемещению сердечника 3 на краях измеряемого диапазона, что позволяет скомпенсировать нелинейность характеристики преобразования 3 ил о (Л с со 00 со о СХ) Фие.1

настроен в резонанс с частотой источника 10 питания о

Емкость конденсатора 9 выбирают из тех же соображений при полностью введенном в датчик ферромагнитном сердечнике 3 Величина переменного

жено двумя конденсаторами, подключенными к части витков в начале и конце первичной обмотки датчика, и фазо- сдвигающей цепью, подключенной через переменньй резистор к вторичной обмотке компенсирующего трансформатора.

fc&

i V V4X S vX; VX X V X x22uSie3

ii 22 22222 Z ZZ d2 e 222 ZZta22 2 e 2

Фиг. 2

Фиг.З