Измеритель перемещений Советский патент 1992 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве измерительного преобразователя линейных перемещений в электрический сигнал в системах контроля и регулирования.

Для измерения относительно больших линейных перемещений (более 50 мм) широко применяются в качестве измерителей перемещений индуктивные и трансформаторные датчики соленоидного типа, имеющие катушки индуктивности, намотанные по всей длине перемещения сердечника, При использовании на таких объектах, как, например, холодильная машина для контроля положения золотника винтового компрессора или судовой дизель для контроля положения рейки топливного насоса, эти измерители подвергаются большим вибрационным нагрузкам. В особенности подвержены вибраций те части измерителя, которые удалены на значительное расстояние от места крепления, что является их существенным эксплуатационным недостатком.

Наиболее близким к изобретению является измеритель перемещений, содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем две первичные обмотки везбуждения, соединенные согласно последовательно, две вторичные обмотки - измерительную и компенсационную, соединенные встречно через выпрямители, и сердечник из магни- томягкого материала, установленный с возможностью линейного перемещения вдоль оси пар обмоток, одна из которых состоит из первой первичной и измерительной обмоток, а вторая - из второй первичной и компенсационной обмоток.

Недостатком данной конструкции также является невысокая эксплуатационная стойкость, в особенности электрических частей датчика, удаленных от места крепления, в связи с повышенной вибрационной нагрузкой, а также большие осевые габариты корпуса, что затрудняет его монтаж на объекте.

Целью изобретения является повышение надежности работы и уменьшение габаритов измерителя перемещений,

Указанная цель достигается тем, что в измерителе перемещений, содержащем корпус, размещенные в нем две первичные обмотки возбуждения, соединенные согласно последовательно, две вторичные обмотки - измерительную и компенсационную, соединенные встречно через выпрямители, и сердечник из магнитного материгг, уста- ноатенкый с возможностью нчейного перемещения вдоль оси пар обмоток, одна из которых состоит из первой первичной и измерительной обмоток, а вторая - из второй первичной и компенсационной обмоток,

сердечник выполнен в виде усеченного конуса, имеющего снаружи диэлектрическое покрытие и изменяющейся по его длине толщиной для образования цилиндрической поверхности неизменного диаметра.

При перемещении сердечника выходной электрический сигнал меняется в зависимости от толщины сердечника внутри обмоток пропорционально пройденному

расстоянию. Поскольку при переменном сечении сердечника число витков в обмотках, между которыми изменяется индуктивная связь, может оставаться постоянным, то катушки с обмотками выполняются с осевой

длиной, меньшей их диаметра. Такое выполнение катушек и их установка в корпусе измерителя не соосно (как в соленоидных датчиках), а параллельно одна другой позволяет повысить виброустойчивость измерителя перемещений.

На фиг,1 схематически изображена конструкция измерителя перемещений; на фиг.2 - его электрическая блок-схема.

Измеритель перемещений состоит из металлического корпуса 1, разделенного экранирующей перегородкой 2 на два симметричных отсека, в которых на диэлектрических каркасах 3 и 4 располагаются пары обмоток, одна из которых состоит из первичной 5 и вторичной измерительной б обмоток, а вторая - из второй первичной 7 и вторичной компенсационной 8 обмоток.

Сердечник 9 выполнен из магнитомягкого материала в виде усеченного конуса с покрытием 10 из диэлектрического материала, имеющим изменяющуюся по длине сердечника толщину. Крепление измерителя на

объекте осуществляется через крепежные отверстия 11, 12, расположенные по краям основания корпуса 1. Генератор 13 напряжения переменного тока через усилитель 14 мощности подключен к соединенным согласно последовательно первичным обмоткам 5 и 7. Вторичные обмотки - измерительная 6 и компенсационная 8 через выпрямители 15 и 16 переменного тока подключены встречно ко входам сумматора

17. Результирующий сигнал, пропорциональный положению сердечника 9, поступает через масштабирующий усилитель 18 на индикатор 19 для отображения информации. Для регулирования амплитуды сигнала на зажимах компенсационной обмотки 8 в

ее цепь включено регулирующее сопротивление 20.

.Измеритель перемещений работает следующим образом.

Перемещение сердечника 9 изменяет индуктивную связь между первой первичной 5 и измерительной 6 обмотками. При постоянной амплитуде питающего напряжения, подаваемого в первичную обмотку 5, и постоянном числе рабочих витков выход- ной обмотки 6 сигнал на ее выводах пропорционален перемещению сердечника 9.

Выполнение измерителя с осевой дли- ной каркасов с обмотками, меньшей их ди- аметра, позволяет уменьшить осевые размеры измерителя, а также его габариты в целом, и при креплении измерителя на объекте со стороны основания существенно снизить влияние действующих на него вибро- нагрузок и повысить надежность работы.

Формула изобретения Измеритель перемещений, содержащий корпус, размещенные в нем две первичные обмотки возбуждения, соединенные согласно последовательно, две вторичные обмотки - измерительную и компенсационную, соединенные встречно через выпрямители, и сердечник из магнитомягкого материала, установленный с возможностью линейного перемещения вдоль оси пар обмоток, одна из которых состоит из первой первичной и измерительной обмоток, а вторая - из второй первичной и компенсационной обмоток, обличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и уменьшения габаритов, сердечник выполнен в виде усеченного конуса, имеющего снаружи диэлектрическое покрытие с изменяющейся по его длине толщиной для образования цилиндрической поверхности неизменного диаметра.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение надежности работы и уменьшения габаритов измерителя перемещений, который содержит ферромагнитный сердечник 5, выполненный в виде усеченного конуса, 12. имеющего снаружи диэлектрическое покрытие 4 с изменяющейся по его длине толщиной для образования цилиндрической поверхности неизменного диаметра Сердечник установлен с возможностью перемещения на оси первой пары обмоток 5 и б - возбуждения и измерительной, соответственно Осевая длина обмотки меньше их диаметра, что повышает вибростойкость измерителя. В том же корпусе 1 датчика размещена параллельно первой паре вторая пара обмоток 7 и 8 - возбуждения и компенсационная, соответственно. Эта пара отделена от первой пары обмоток экранирующей перегородкой. Обмотки возбуждения 5 и 7 соединены согласно, а измерительная и компенсационная 6 и 8 - встречно, Их сигналы выпрямляются и подаются на индикатор измеренного результирующего сигнала 2 ил. сл VJ СП сл о СА) СА

-I

Фиг. 2