Бесконтактный индуктивный датчик расстояния до поверхности объекта Советский патент 1991 года по МПК G01B7/14 

1

(21)4602992/28

(22)09.11.88

(46) 30.04.91. Бюл. № 16

(71)Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР

(72)И.А. Василец, Ю.В. Скорынин, W.K. Наследышев и И.И. Узунова (33) 531.717(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР I 1420344,. кл. G 01 В 7/00, 1986.

(54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ИНДУКТИВНЫЙ-ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ ДО ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью уменьшение габаритов и увеличение чувствительности индуктивного датчика расстояния до поверхности ферромагнитного объекта. Датчик содержит стаканооб- разный корпус 1, выполненный из ферромагнитного материала, внутри которого

//////////////////////////

закреплен с выступо го диамет па которы компенсац ности. Се быть изго пермаллоя деленным участков центральн При включ ного тока магнитное объект 6 расстояни роля изме ление кат балансу и сигнал на лен измер

закреплен цилиндрический сердечник 3 с выступом в центральной части большего диаметра, чем его краевые участки, па которых размещены измерительная и компенсационная катушки 4,5 индуктивности. Сердечник 3 и корпус 1 могут быть изготовлены из высоконикелевого пермаллоя. Сердечник выполнен с определенным соотношением длины краевых участков сердечника к диаметру его центральной части, равным 0,8-0,9. При включении датчика в цепь переменного тока вокруг катушек образуется магнитное поле, воздействующее на объект 6 контроля. В зависимости от расстояния датчика до объекта 6 контроля изменяется индуктивное сопротивление катушки 4, что приводит к разбалансу измерительно-мостовой схемы, сигнал на выходе которой пропорционален измеряемому расстоянию. 1 ил.

i

(Л

5- 7г-4

5

г

05 Ј

сл

00

о

00

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния до поверхности объекта, выполненного Из фер- ромагнинюго материала.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение чувствительности индуктивного датчика за счет соответствующего выбора размеров его конструктивных элементов.

На чертеже схематически приведена конструкция бесконтактного индуКтнв- ного датчика расстояния до поверхности объекта.

Датчик содержит стаканообразный ферромагнитный корпус 1, в котором закреплен с помощью обоймы 2 цилиндрический ферромагнитный сердечник 3, имеющий крестообразную форму в своем продольном сечении за счет .того, что в его центральной части имеется выступ, диаметр которого превышает диаметр его краевых участков.

rta краевых участках сердечника 3 размещен.ы измерительная и компенсационная катушки А и 5 индуктивности с одинаковым числом витков, включенные, например, в мостовую схему (не показана) для измерения соотношения их индуктивностей или индуктивных сопротивлений, которые зависят от расстоя- ;ния торцов этих катушек до поверхности ферромагнитного объекта 6 и до дна стаканообразного корпуса соответствен но. Отношение длины 1 краевых участков к диаметру d сердечника 3 в его центральной части выбирается из соотношения 0,8-0,9. Это соотношение по

добрано экспериментально и имеет огра- содержащий ферромагнитный стаканообничение сверху из соображений предотвращения роста габаритных размеров датчика. Нижний предел этого соотношения ограничен тёхнологическш-и возразный корпус, закрепленный в нем крестообразный в продольном сечении цилиндрический сердечник, имеющий в центральной части выступ большего диа

можностямн намотки катушек в уменьшен ных габаритах для получения заданной чувствительности и увеличением нелинейности градуировочной характеристики. Внутренний оЬъем корпуса датчика может быть загерметизирован, например заполнен компаундом 7 на эпоксидной основе.

Индуктивный датчик работает следующим образом.

10

15

, 58084

При включении датчика в цепь (мост) переменного тока вокруг измерительной и компенсационной катушек 4 и 5 индуктивности образуется переменное электромагнитное поле. При приближении датчика к ферромагнитному объекту 6 измерения сердечник 3 датчика и этот объект образуют магнитную цепь с воздушным зазором, при изменении которого изменяется индуктивное сопротивление измерительной катушки 4 индуктивности, что приводит к разбалан- сировке моста и появлению на его выходе сигнала, пропорционального перемещению объекта.

Повышение чувствительности датчика данной конструкции достигается за счет.перераспределения магнитного потока с увеличением его концентрации в зоне поверхности контроля, вследствие увеличения диаметра сердечника 3 в его средней части по отношению к диаметру сопряженных с нею идентичных концевых частей сердечника и выбору отношения их длины к диаметру средней части в пределах не более 0,8-и,9.

20

25

Датчик характеризуется повышенной чувствительностью к изменению расстояния до поверхности объекта и позволяет осуществлять контроль поверхностей различной кривизны без переградуировки датчика.

Формула изобретения

Бесконтактный индуктивный датчик расстояния до поверхности объекта,

содержащий ферромагнитный стаканообразный корпус, закрепленный в нем крестообразный в продольном сечении цилиндрический сердечник, имеющий в центральной части выступ большего диа

чем диаметр размещенные

его краевых участ- на этих участках

метра,

измеритепьную и компенсационную катушки индуктивности, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения чувствительности, отношение длины краевых участков сердечника к диаметру его центральной части выбрано в диапазоне 0,8U,У.