Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B7/14 

4 о: о ч

00

ел

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений и контроля линейных перемещений объек- тов различного назначения.

Целью изобретения является повыше- 1ше чувствительности и точности измерений за счет компенсации температур- ньцс погрешностей и .коррекции нелиней- ности характеристики преобразования.

На фиг.1 схематично изображена конструкция индуктивного датчика линейных перемещений, используемого в описываемом устройстве; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема :блока измерения этого устройства. : Устройство для измерения линейных перемещений содержит стаканообразный маг5штопровод 1 с центральным стерж- нем 2, на котором размещена измерительная обмотка 3 индуктивного датчика, обеспечивающего измерение расстояния до поверхности объекта конт- ;роля. Между обмоткой 3 и цилиндричес- кой стенкой 4 магнитопровода установлен полый цилиндрический экран 5 из немагнитного материала, например из :бронзы. На открытом торце магнитопровода 1 размещен ферромагнитный кор- :peктvlpyIcш ий элемент 6, выполненный в виде шайбы со скосом, обращенным ;во внутреннюю полость магнитопровода ; 1. Для уменьшения влияния материала : магнитопровода на величину индуктив- гности обмотки 3 при изменениях температуры окружающей среды на дне магнитопровода 1 выполнена кольцевая прорезь, в которой закреплена кольце- :вая немагнитная прокладка 7, выпол- :ненная,. например, из стеклотекстолита. Измерительная обмотка 3 подключена к блоку измерения, представляющему собой трехточечную.автогенератрр- иую схему на полевом транзисторе 8 и двух диодах, которая выполнена по схеме с общим истоком. Эта схема содержит цепь смеще1шя в виде резисторов 9, 10 и цепь обратной связи на резисторе П. Кооденсаторы 12, 13 и первый диод 14 вместе с измерительной обмоткой 3 образуют резонансный контур, который через развязывающий конденсатор 15 включен между затвором и истоком полевого транзистора 8 Для обеспечения температурной стабилизации режима работы транзистора 8 в цепь питания автогенераторной схемы включен второй диод 16. Выводы 17,

18 схемь: служат для подключения к источнику питания, а выводы 17, 19- для подключения регистрирующего прибора, например частотомера.

Устройство работает следующим образом.

На выводд, 17, 18 подают напряжение питания. Резонансный контур, содержащий обмотку 3 и конденсаторы 12

13,обеспечивает передачу сигнала с истока в затвор транзистора 8, вследствие чего осуществляется генерация автоколебаний, частота которых определяется параметрами резонансного контура. Усилитель на полевом транзисторе .8 обладает высоким входным сопротивлением, не снижающим добротность резонансного.контура. В результате исключается нестабильность частоты, вызываемая изменением доброт- ности контура. Диод 14 щунтирует входной сигнал при превышении им порога открывания диода и тем самым стабилизирует напряжение на контуре, благодаря чему исключается насыщение магнитопроводящего центрального стержня 2 магнитопровода 1, что обусловливает повышение чувствительности устройства. При изменении внешних условий (температуры) изменяется величина падения напряжения на диоде

14,в результате изменяется режим работы транзистора 8 и компенсируется нестабильность частоты, вызЕанная измeнeния ш этих условий. При перемещении объекта измерения изменяется величина воздушного зазора в магнито- проводе, в результате меняется вели- чина ивдуктивности обмотки 3, а следовательно, .частота генерируемых колебаний. Экран 5, установленный между обмоткой 3 и стенкой 4 магнитопровода 1, исключает замыкание магнит- нь1х силовых линий внутри магнитопровода, что создает более высокую плотность силовых линий в измеряемом объекте за счет выпучивания силовых магнитных линий. Благодаря размещению

на открытом торце магнитопровода 1 ферритовой шайбы, имеющей скос, обеспечивается изменение пространственной картины силовых магнитных линий в зависимости от расстояния до объекта, что также повышает чувствительность устройства и увеличивает линейность характеристики преобразователя Этому способствует также и выравнивание площади поперечного сечения

стержня и стенок магнитопровода. Более равномерное распределение силовых магнитных в сердечнике позволяет устранить насыщение отдельных участков магнитопровода при одновременном увеличении плотности магнитных линий, что увеличивает чувствительность устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее стаканообраз- ный магнитопровод с центральным стержнем, размещенную на стержне измери- тельную обмотку, установленный между обмоткой и цилиндрической стенкой магнитопровода полый цилиндрический экран, размещенный на открытом торце магнитопровода ферромагнитный коррек- тирующий элемент, немагнитную кольце

вую прокладку и подключенный к измерительной обмотке блок измерения вы- ходного сигнала, отличающее.- с я тем, что, с цепью повьшения чувствительности и точности измерений, немагнитная кольцевая прокладка размещена в кольцевой прорези, которая выполнена в дне стаканообразного магнитопровода, ферромагнитный корректирующий элемент выполнен в виде шайбы со скосом, обращенным во внут- реннюю полость магнитопровода, а блок измерения выполнен в виде трехточечной автогенераторной схемы на полей-ом транзисторе и двух диодах, один из которых включен в цепь питания транзистора, а другой - в резонансный контур автогенераторной схемы параллельно измерительной обмотке устройства.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения перемещений измерительного устройства индуктивного типа, содержащего индуктивный датчик, обеспечивающий измерение расстояния до поверхности объекта, перемещение которого контролируется.- Измерительная обмотка этого датчика размещена на центральном стержне 2 стаканообразно- го магнитопровсда 1, имеющего в зак-. рытом торце кольцевую прорезь для размещения в ней немагнитной прокладки 7. Обмотка 3 отделена от внешней цилиндрической стенки магнитопровода 1 электропроводным цилиндрическим экраном 5 , предотвращающим замыкание магнитных силовых линий на эту стенку, что уменьшает поток рассеивания и увеличивает плотность силовых линий магнитного поля, взаимодействующего с поверхностью контрол1- руемого объекта. Со стороны открытого торца датчика размещена ферритовая шайба со скосом, обеспе. коррекцию картины магнитного поля датчика. Выходной сигнал датчика преобразуется в изменение частоты с помощью автогенераторной трехточечной cxe№i на полевом транзисторе и двух диодах. 2 i-m. 10 (Л

0;5

fue.2