Индуктивный датчик линейных перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B7/00 

Фиг. 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение линейности передаточной функции датчика за счет коррекции магнитного поля в его рабочей зоне путем введения магнитных шунтов в виде короткозамкнутых обмоток.

На фиг. 1-3 изображена конструкция датчика.

Датчик содержит магнитопроводы 1 и 2, короткозамкнутые обмотки 3 и 4, возбуждающую обмотку 5, измерительную обмотку 6 и магнитопроводный шток 7.

Магнитопроводы 1 и 2 выполнены в виде стаканов с центральным стержнем, на которых размещены обмотки 5 и 6. Шток 7 может перемещаться вдоль общей оси магнитопроводов 1 и 2. Короткозамкнутые обмотки 3 и 4 размещены на большем диаметре внешних поверхностей обмоток 5 и 6 соответственно.

Датчик работает следующим образом. На фиг. 2 показан характер электромагнитного поля в зазоре между магни- топроводами 1 и 2 при отсутствии короткозамкнутых обмоток 3 и 4. Напряженность поля в зоне обмотки 5 возбуждения выше, чем в периферийной зоне, поэтому если перемещать щток 7, реакция на его положение различна в разных точках зазора, а следовательно, различно ослабление электромагнитной связи между обмотками 5 и 6, что вызывает различное изменение выходного сигнала, нелинейное по отношению к перемещению.

На фиг. 3 показан характер распределения магнитных силовых линий в датчике с короткозамкнутыми обмотками 3 и 4. В короткозамкнутой обмотке, находящейся в переменном электромагнитном поле, индуктируется ЭДС, которая вызывает ток, создающий электромагнитное поле, направленное встречно основному полю. В результате взаимодействия полей, создаваемых обмоткой 5 и короткозамкнутыми обмотками 3 и 4, происходит такое изменение поля в зазоре, что практически отсутствуют поля рвссеяния, а следовательно, значительное искривление линий, поле в зоне перемещения штока 7 оказывается практически равноплотным по всей длине зазоР Поэтому при перемещении щтока 7 на

каждом участке зазора изменение электромагнитной связи между обмоткой 5 и обмоткой 6 происходит на одну и ту же величину, в результате чего зависимость между перемещением и выходным сигналом оказывается линейной.

Формула изобретения

Индуктивный датчик линейных переме- щений, содержащий два магнитопровода, обмотки возбуждения и измерительную и первый магнитный шунт, первый магнито- провод расположен соосно с вторым и выполнен в виде стакана с центральным стержнем, на котором размещена обмотка возбуждения, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения линейности передаточной функции, в него введены магнитопроводный шток и второй магнитный шунт, второй магнитопровод выполнен в виде стакана

с центральным стержнем, на котором размещена измерительная обмотка так, что ее внещняя поверхность обращена к внешней поверхности возбуждающей обмотки, в центральном стержне стакана второго магнитопровода выполнено сквозное осевое отверстие, в котором с возможностью осевого перемещения размещен магнитопроводный шток, первый и второй магнитные шунты выполнены в виде короткозамкнутых обмоток и размещены соответственно на внутренних боковых поверхностях стаканов у внещних поверхностей возбуждающей и измерительной обмоток.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал. С целью повышения линейности передаточной функции за счет коррекции магнитного поля в его рабочей зоне в датчике использованы короткозамкнутые обмотки 3, 4, расположенные таким образом, что поле наведенного в них тока, взаимодействуя с полем возбуждающей обмотки 5 и измерительной обмотки 6, обеспечивает равноплотное распределение магнитных силовых линий вдоль общей оси магнитопроводов 1, 2. В результате при перемещении штока 7 в направлении данной оси выходной сигнал обмотки 6 изменяется пропорционально перемещению. 3 ил.

(риг.1

ФиаЗ