Указатель линейного перемещения Советский патент 1992 года по МПК G01F23/22 

Изобретение относится к устройствам для измерения перемещений твердых тел и может быть использовано для индикации положения движущихся объектов, находящихся в закрытом объеме

Известен указатель положения ферромагнитного тела, содержащий разделительную трубу из немагнитного материала и преобразователь положения, сердечник которого расположен в разделительной трубе, а датчики подключены к системе индикации расположены в рядах по образующим вок- ру указанной трубы и смещены в каждом ряду на высоту, равную частному от деления величины шага между датчиками на количество рядов датчиков

Датчики известного устройства работают во время эксплуатации в разных режимах, так как часть из них постоянно

зашунтирована по магнитному потоку (нижние датчики), а другая часть их работает периодически (верхние датчики), «то сниха- ет срок службы каждого ряда датчиков и преобразователя положения в целом. Из-за того что вторичные обмотки датчиков в каждом ряду ы последовательно, изменение напряжения на ьыходе ождо о ряда равно сумма ЭДС зашунтированным по магнитному потоку датчиков, т.е. точность измерения в известном устройстве складывается из суммы точностей измерения каждым заинтересованным датчиком в ряду

Цель изобретения - увеличение срока службы указателя линейного перемещения, а также повышение точности указателя линейного перемещения

Цель изобретения достигается указателем линейного перемещения, содержащем разделительную трубу из немагнитного материала и преобразователь положения, сердечник которого расположен в разделительной трубе, выполненный в виде датчиков, подключенных к системе индикации, расположенных в рядах по образующим вдоль разделительной трубы и смещенных в каждом ряду на высоту, рав- ную частному .от деления величины шага между датчиками на количество рядов датчиков, выполненных в виде индукционных обмоток, при этом в указатель введены подвижной в продольном направлении шток, стержень из металла на никелевой основе и обмотка возбуждения ультразвуковой частоты, сердечник преобразователя положения выполнен в виде постоянного магнита и установки на торце штока, а датчики пре- образователя положения укреплены в каждом ряду на стержне, на котором установлена также обмотка возбуждения.

Цель изобретения достигается также указателем линейного перемещения, в ко- тором число витков обмоток датчиков преобразователя положения в одном направлении последовательно изменяется на постоянную величину.

На чертеже показан указатель линейно- го перемещения для случая применения двух рядов датчиков, продольный разрез.

Указатель линейного перемещения содержит разделительную трубу 1 из немагнитного материала, внутри которой расположен шток 2 с постоянным магнитом

3на торце, Вокруг трубы 1 параллельно образующей ее поверхности установлены стержни 4 и 5 из металла на никелевой основе, на каждом из которых установлены с одинаковым шагом (Н) индукционные обмотки б и по обмотке 7 возбуждения ультразвуковой частоты, Обмотки 6 подключены к систзме индикации положения (не показана). Обмотки 6 на стержне 5 смещены на полшага вверх относительно обмоток 6 на стержне 4. Число витков обмоток 6 увеличивается на каждом уровне их установки на стержнях, причем это увеличение имеет постоянное значение

Работа указателя линейного перемещения основана на использовании обратного эффекта магнитострикции. На катушки 7 возбуждения подается питание ультразвуковой частоты, в результате чего в стержнях

4и 5 возбуждаются колебания ультразвуковой частоты, которые распространяются по всей длине этих стержней Такчкак в стержнях 4 и 5 имеется остаточная намагниченность, то вследствие обратного

магяитострикционного эффекта в обмотках 6 возникают переменные ЭДС небольшой амплитуды. При перемещении штока 2 внутри трубы 1 перемещается и постоянный магнит 3, который намагничивает стержни 4 и 5 на участке с высотой, равной длине магнита. Подмагничивание стержней 4 и 5 в месте нахождения обмоток 6 вызывает увеличение амплитуды напряжения у них, что фик1 сируется системой индикации. Величина амплитуды напряжения зависит от числа витков обмоток 6, которое увеличивается снизу вверх, поэтому по мере подъема штока 2 и магнита 3 напряжение на выходе указателя растет, что фиксируется приборами и на табло. Так как число витков обмоток датчиков изменяется на каждом датчике на постоянную величину, то и величина напряжения при переходе магнита 3 от датчика к датчику изменяется на постоянную величину, т.е. изменение величины напряжения пропорционально величине хода штока 2 с магнитол 3, чго позволяет градуировать приборы индикатора положения в единицах длины и контролировать положение штока 2 с магнитом 3 внутри трубы 1.

Использование изобретения позволяет ограничить воздействие сердечника преобразователя положения только датчиками, против которых находится торец штока и установленный на нем постоянный магнит, В результате этого практически все датчики работают в одинаковом режиме и одинаковым образом влияют на срок службы преоб- разователя положения. Кроме того, устройство обеспечивает работу датчиков с использованием обратного эффекта магнитострикции, что в значительной степени снижает на незадействованные датчики и следовательно повышает срок службы каждого из них и преобразователя положения в цепом. Точность измерения линейных перемещений сердечника преобразователя положения в устройстве практически равна погрешности измерения одним датчиком, а не сумме погрешностей зашунтированных по магнитному потоку датчиков в прототипе, поэтому точность нового устройства выше чем у прототипа. Формула изобретения 1. Указатель линейного перемещения, содержащий разделительную трубу из немагнитного материала и преобразователь положений, сердечник которого расположен в разделительной трубе, выполненный в виде датчиков, подключенных к системе индикации, расположенных в рядах по образующим вдоль разделительной трубы и смещенных в каждом ряду на высоту, равную частному от деления величины шага

между датчиками на количество рядов датчиков, выполненных в виде индукционных обмоток, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, в него введены подвижный в продольном направлении шток, стержень из металла на никелевой основе и обмотка возбуждения ультразвуковой частоты, причем сердечник преобразователя положения выполнен в виде постоянного магнита и установлен на

0

торце штока, а датчики преобразователя положения укреплены в каждом ряду на стержне, на котором также установлена обмотка возбуждения.

2. Указатель поп 1,отличающий с я тем, что, с целью повышения точности число витков обмоток датчиков преобразователя положения в одном направлении последовательно изменяется на постоянную величину.

Использование измерение перемещения твердых тел. Сущность изобретения, указатель линейного перемещения содержит разделительную трубу из немагнитного материала, размещенный в ней шток с постоянным магнитом на торце, стержни из металла на никелевой основе, на которых установлены индукционные обмотки и по обмотке возбуждения. Стержни расположены вокруг трубы параллельно образующим ее поверхности, Индукционные обмотки на каждом стержне размещены с одинаковым шагом (Н) и смещены относительно индукционных обмоток соседних стержней на веLJ личину -, где п - число ря дов индукционных обмоток Число витков индукционных обмоток увеличивается на кажДЬм уровне установки их на стержнях 1 з п. ф-лы, 1 ил.