Преобразователь линейных перемещений Советский патент 1993 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных перемещений различных объектов, в частности, для измерения перемещения главного циркуляционного трубопровода АЭС в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния емкости коаксиального кабеля.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем генератор переменного периодического сигнала, катушку индуктивности с подвижным сердечником, . конденсатор, подключенный параллельно катушке индуктивности, и коаксиальный кабель, служащий для связи катушки индуктивности е-генератором и измерительной

схемой, емкость Ci конденсатора выбирают из условия

6Ск С1 20Ск,(1) где Ск - максимальная емкость кабеля, необходимого для подключения катушки индуктивности;а частоту f выбирают из условия:

------ ---- f .,j . (2)

2Л

L(CK+Cl)

2Л

ЦСк+С1)

где L - индуктивность катушки при полностью введенном сердечнике.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит катушку индуктивности 1 и металлический сердечник 2, перемещающийся вдоль оси, который связан с обьектом, перемещение которого необходимо определить: коаксиальный кабель 3. посредством которого катушка индуктивVJ

Ю VI О 00

fc.

О)

ности подключена к конденсатору 4. Индуктивность катушки 1, емкость 4 и емкость кабеля образуют параллельный колебательный контур, на который через резистор 5 поступает сигнал от генератора б переменного периодического напряжения. Параллельно емкости 4 подключен индикатор перемещения 7 - вольтметр.

Работает устройство следующим образом. При каком-то положении сердечника 2 катушки индуктивности 1 показания вольтметра 7 составляют Vi. При перемещении объекта, который связан с сердечником 2 катушки индуктивности 1, сердечник перемещается на величину А и при этом измеряется полное сопротивление катушки индуктивности, -что приводит к изменению напряжения на колебательном контуре, в результате чего показание вольтметра 7 становится равным Va. По изменению напряжения (V2 - Vi) рпределяют величину перемещения сердечника, а значит и объекта, с которым рн связан (используя выражение ДЬ АДУ), Экспериментальным путем было установлено, что: если не соблюдается условие б CkisCr. то длина кабеля подключения катушки индуктивности существенно влияет на коэффициент преобразования датчика (он увеличивается при уменьшении длины кабеля); если не соблюдается условие Ci :S 20 Ск, то коэффициент преобразования датчика резко падает,если не соблюдается условие 0,5

2лги(Ск + С1)

.f..

(Ck-bCi)

то резко уменьшается коэффициент преобразования;

если не соблюдается условие .

то имеет место увеличение коэффициента преобразования приуменьшении длины кабеля.

Для испытания был изготовлен преобразователь линейных перемещений в электрический сигнал, катушка индуктивности которого была длиной 160 мм и имела трехслойную намотку провода ПЭЛ-0.2 (1600 витков); По оси катушки располагался стальной сердечник диаметром 4 мм. Индуктивность катушки при полностью введенном сердечнике имела значение 1,15 Г. В качестве конденсатора колебательного контура использовалась емкость 0,033 мкФ. Катушка индуктивности подключалась к измерительной схеме с помощью коаксиального кабеля, длина которого изменялась от 1 до 100 м (при этом емкость кабеля

изменялась от 50 до 5000 пФ). В качестве генератора использовался прибор ГЗ-118, настроенный на частоту 18 кГц, подключенный к контуру через резистор МЛТ-0,25, равный 1 кОм. Амплитуда сигнала на выходе

генератора составляла 10 В..

Коэффициент преобразования определялся как А ч . (напряжение на контуре

.V измерялось с помощью цифрового вольт- метра В7-16А) и имел значение 25 мВ/см. При изменении длины кабеля, с помощью которого подключалась катушка индуктивности, от 10 до 110 м коэффициент преобразования изменялся не более чем на ±2%, то есть на величину ± 0,5 мВ. Он также оставался постоянным (с точностью ±3%) при перемещении сердечника вдоль оси катушки индуктивности на 155 мм.

Форм улаизобретения Преобразователь линейных перемещений в электрический сигнал, содержащий генератор переменного периодического сигнала, катушку индуктивности с подвиж-- ным сердечником, конденсатор, подключен

ный параллельно к катушке индуктивности, и коаксиальный кабель, служащий для связи катушки индуктивности с генератором и измерительной схемой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния емкости коаксиального кабеля, емкость Ci конденсатора выбирают из условий 6 Ск Ci 5 20 Ск, где Ск - максимальная емкость кабеля, необходимого для подключения катушки индуктивности, а частоту f выбирают из условия

0.5 . °-9 --,

27rYi(ck+Ci) 2яЩсГГс7)

где L - индуктивность катушки при полностью введенном сердечнике.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных перемещений различных объектов. Цель изобретения - повышение точности измерений, Устройство содержит катушку индуктивности с подвижным сердечником, коаксиальный кабель, посредством которого катушка индуктивности подключена к конденсатору. Индуктивность катушки, емкость и емкость кабеля образуют параллельный колебательный контур, на который через резистор поступает сигнал от генератора переменного периодического напряжения. Параллельно емкости подключен индикатор перемещения - вольтметр. 1 ил. ел С