Электромагнитный преобразователь перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является увеличение чувствительности за счет линеаризации статической характеристики, расширение области применения за счет увеличения числа функциональных зависимостей, расширение диапазона измеряемых перемещений. В преобразователе подвижный ферромагнитный якорь 4 содержит светоотражающее покрытие 6, которое оптически связано с объектом измерения и перемещается в воздушном зазоре S . Источник излучения 7 освещает якорь 4 преобразователя через щель 10, например ромбической формы, в экране 9 или корпусе. Отраженный от поверхности якоря свет улавливается фотоприемником 8 и подается одновременно с детектированным сигналом измерительной обмотки 3 на сумматор, с которого снимается линейно изменяющееся напряжение. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. сл

(Риг. /

1

Изобретение относится к контроль- ю-измерительной технике и может 5ыть использовано в системах автоматического контроля и регулирования, а текже в различных информационно- Измерительных устройствах.

Цель изобретения - увеличение чувствительности за счет линеариза- ,ции статической характеристики, расширение области применения за счет ;увеличения числа функциональных зависимостей и расширение диапазона измеряемых перемещений.

На фиг,1 изображена конструкция электромагнитного.преобразователя перемещений с экраном и щелью ромбической формы; на фиг.2 - конструкция электромагнитного преобразователя перемещений, где функцию экрана выполняет корпус; на фиг.З - структурная схема электромагнитного преобразователя перемещений; на фиг.4 - зависимости величин выходных напряжений от величин измеряемых перемещений.

Электромагнитный преобразователь перемещений содержит ферромагнитный сердечник 1 броневого типа с возбуждающей 2 и измерительной 3 обмотка- ър1, ферромагнитный якорь 4, шток 5, светоотражающее (зеркал ьное)Покры- тие 6, источник 7 излучения, фотоприемник 8, экран 9 со щелью 10, генератор 11, амплитудный детектор 12 соединенный с ним, сумматор 13 и усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления,

Детектор 12 и усилитель 14 подключены к сумматору 13,

Щешь 10 может быть выполнена и в корпусе 15. Форма щели 10 выбирается такой, чтобы обеспечить требуемый закон изменения интенсивности светового потока.

Электромагнитный преобразователь перемещений работает следующим образом.

Луч света QT источника 7 излучения через щель 10 в экране 9 ипи корпусе 15 падает на зеркальное покрытие 6 якоря 4, отражается от него и улавливается фотоприемником.8.

Генератор 11 подключен к возбуждющей обмотке 2 преобразователя. Из- мерительная обмотка 3 подсоединена к аьтлитудному детектору 12, выход которого соединен с одним из входов

0

5

0

5

0

5

0

сумматора 13. К второму входу сумматора 13 подключен фотоприемник 8 через усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления.

Сигнал с измерительной обмотки 3 преобразователя после детектирования амплитудным детектором 12 имеет вид кривой Uj (фиг,4). Как видно из графика, с увеличением зазора S между якорем 4 и сердечником 1 напряжение на измерительной обмотке 3 преобразователя изменяется нелинейно (фиг,4). Кривая и, интерпретирует зависимость напряжения от измеряемо го перемещения в случае использования немагнитных накладок (фиг.4..Характер изменения падения напряжения, на фотоприемнике 8 в зависимости от зазора О показывает кривая и(фиг.4). Такое изменение напряжения связано с изменением тока через фотоприемник, который меняется пропорционально интенсивности облучения фотоприемника световым потоком. Закон изменения интенсивности светового потока определяется формой щели 10 в экра-. не 9 или корпусе 15 и перемещением якоря 4. В данном случае для реализации кривой Uqj применена щель ромбической формы. Так, при движении якоря 4 вниз, т.е. при увеличении зазора S , напряжение .на фотоприемнике 8 вначале увеличивается, согласно кривой Urn , а затем уменьшается, кроме того, форму кривой UCP , а следовательно, линейность характеристики можно регулировать усилителем 14 с переменным коэффициентом усиления, в результате чего с выхода сумматора 13 снимается линейно изменяющееся напряжение U, (фиг.3).

Сравнивая полученную характеристику и с выходным сигналом U прото - типа,можно сделать вывод, что у предлагаемого преобразователя по сравнению с преобразователем-прототипом линейность увеличена в 2 раза, а чувствительность - в 10 раз, причем найденные соотношения изменяются в зависимости от формы щели и коэффициента усиления усилителя.

Ф о р.м ула изобретения

1, Электромагнитный преобразователь перемещений, содержащий неподвижный ферромагнитный сердечник броневого типа с возбуждающей и измерительной обмотками, подвижный якорь, вьтолнейный в виде ферромагнитного диска, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности за счет линеаризации статической характеристики, он снабжен источником света и фотоприемником, на якорь преобразователя нанесено светоотражающее покрытие, а источник света и фотоприемник связаны оптически через светоотражающее покрытие,

2, Преобразователь по п.), о т- личающийся тем, что, с

Фиг, 3

целью расширения области применения за счет увеличения числа функциональных зависимостей, он снабжен экраном со щелью, размер которой изменяется по заданному закону.

3, Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью расшире1шя диапазона измеряемых перемещений, он снабжен усилителем с переменным коэффициентом усиления, подключенным к выходу фотоприемника.

15

Фиг. г

Физ.

c