ИНДУКТИВНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ Советский патент 1965 года по МПК G01B7/02 H03M1/24 

В известных устройствах, сочетающих магнитный усилитель и индуктивный датчик на базе общей магнитной системы, усиление нроизводится иутем усложнения конструкции н увеличения числа обмоток, так как на выходе измерительных обмоток необходимо введение выпрямителя, а для уменьщения наводок в обмотках иодмагничивания - введение значительной индуктивности в обмотку управления магнитного усилителя.

Ввиду значительной инерционности обычного магнитного усилителя известные устройства не позволяют измерять относительно быстрые перемещения и не обеспечивают значительного коэффициента усиления. При сочетании индуктивного датчика с быстродействующим магнитным усилителем на базе общей магнитной системы упрощается схема устройства, так как при этом имеется одна рабочая обмотка, которая одновременно выполняет функции обмоток переменного тока, управления и смещения обычного магнитного усилителя. В этом случае отпадает необходимость в выпрямительном мосте на выходе измерительных обмоток, так как быстродействующий магнитный усилитель с равным успехом управляется как постоянным, так и переменныгу током и не требует индуктивности в обмотке управления.

В предлагаемом датчике для измерения малых линейных перемещений, быстро меняющихся во времени, иовыщения чувств11тельности и выходной .мощности, на магнитопроводе размещены обмотки быстродействующего магнитного усилителя.

Этот датчик может быть применен для регистрации относительно быстрых процессов.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит Ш-образный магнитоировод У, на среднем стержне которого размещены включенные встречно измерительные обмотки 2, а на боковых стержнях - 1;итаемые переменным током обмотки возбуждения 3. Вдоль среднего стержня магнитопровода перемещается короткозамкнутое кольцо 4, воспринимающее перемещения от первичного механического преобразователя (на чертел е не показан).

Датчик изготовлен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и выполнен но схеме быстродействующего магнитного усилителя.

Кроме измерительных обмоток 2 и обмоток возбуждения 3, на магнптопроводе / датчика размещены рабочие обмотки 5 быстродействующего магнитного усилителя. При перемещении кольца 4 относительно геометрической нейтрали магнитопровода / величина э.д.с. измерительных катушек становится разной и на выходе появляется результирующая э.д.с., фаза которой зависит от направления смещения кольца 4 относительно геометрической нейтрали магнитоировода /.

При малых перемещениях кольца 4 в интервале долей миллиметра величина этой э.д.с. мала и для повышения выходной мощност; датчика используется на создание подмагничпвающего потока рабочей обмотки 5 магнитного усилителя.

При этом мощность, необходимая для раскачки обмотки 5 уиравления, мала и потоки возбуждения в несколько раз меньше рабочего иотока магнитного усилителя. Поэтому поток возбуждения датчика практически не будет влиять на величину потока магнитного усилителя.

Для уменьшения обратной реакции магнитного усилителя на обмотку возбуждения датчика необходимо выполнить обмотку возбуждения малым числом витков толстого провода.

Рабочие обмотки 5 магнитного усилителя включаются так, что создаваемый ими пульсирующий однополунериодный магнитный поток (при наличии вентиля 6, осуществляющего внутреннюю положительную обратную связь) замыкается по крайним стержням, не заходя в средний стержень. Наличие вентилей 7 и 6, полярность включения которых показана на чертел е, позволяет разделить по

времени работу дросселя рабочих обмоток .5 на два полупериода: управляющий и рабочий.

При этом в управляющий иолунериод (открыт вентиль 6) сердечник размагничивается, а в рабочий иолунериод (открыт вентиль 7} - на.магничивается.

Момент насыщения сердечника в рабочий полупериод, а следовательно, и величина выходного напряжения на нагрузке 5 онределяются степенью размагничивания сердечника в предыдущий управляющий период. Степень размагничивания сердечника определяется величиной тока, протекающего в двух нижних рабочих обмотках 5 в течение управляющего иолунернода (в данном случае имеет место автотрансформаторная схема быстродействующего магнитного усилителя).

Величина этого тока пропорциональна э.д.с. на выходе измерительных обмоток, т. е. смещению короткозамкнутого кольца 4 относигельно нейтрали сердечника.

Предмет изобретения

Индуктивный дифференциальный датчик линейных неремещений с короткозамкнутым витком и с обмотками подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью измерения малых линейных перемещений, быстро меняющихся во времени, повышения чувствительности и выходной мощности, на магнитопроводе датчика раз.мещены обмотки быстродейству ощего магнитного усилителя.