ГИПРОУГЛЕГОРМАШ» Советский патент 1968 года по МПК G01B7/14 

Известны одинарные индуктивные преобразователи с П-образным магнитопроводом, на котором расположены включенные последоъательно-встречно первичная и компенсационная обмотки.

Описываемый преобразователь отличается от известных тем, что в нем компенсационная обмотка зашунтирована регулируемым активным сопротивлением. Это позволяет упростить конструкцию и улучшить ее регулировочные качества.

Кроме того, в описываемом преобразователе, с целью обеспечения нулевого выходного сигнала при полной компенсации паразитной взаимоиндуктивности, компенсационная обмотка включена в одно плечо моста на активных сопротивлениях, соединенного последовательно € первичной обмоткой и параллельно регулируемому активному сопротивлению.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого преобразователя с регулируемым сопротивлением; на фиг. 2 - принципиальная схема этого преобразователя с мостовой схемой, включенной параллельно регулируемому сопротивлению.

Преобразователь содержит магнитопровод /, входную обмотку 2, компенсационную обмотку 3, регулируемое сопротивление RI, включенное параллельно компенсационной обмотке 3.

Преобразователь (фиг. 2) содержит мостовую схему, собранную на активных сопротивлениях Rs, RS и , в одно из плеч которой включена компенсационная обмотка 3.

Относительно источника питающего напряжения L/ первичная и .компенсационная обмотки включены встречно, причем мостовая схема питается через последовательно с ней включенную первичную обмотку. Выходной сигнал бвых снимается с диагонали моста.

Нулевое значение выходного сигнала ( 0) имеет место при равновесии моста по активным сопротивлениям и выполнении равен15 ства

Ш

(1)

где / и /к - соответственно ток в обмотках

2 и 5;

LK - индуктивность обмотки 3; М - взаимная индуктивность обмоток преобразователя.

25

Условие равновесия мостовой схемы по активным сопротивлениям при RI с описывается уравнением где к- активное сопротивление компенсационной обмотки 3. При этом уравнение (1) может быть представлено выражением ИЛИ с учетом уравнения (3) - выражением М1 Как видно из уравнений (2) и (3), отсутствие напряжения на выходной диагонали мостовой схемы (Ьвых 0) при R-i c может быть обеспечено соответствующим изменением двух активных сопротивлений схемы, причем условие равновесия может быть обеспечено для любого возможного расположения контролируемой детали относительно магнитопровода преобразователя. Обозначим величину рабочего зазора, соотнетствующую нулевому выходному сигналу (Овых 0) буквой 6о. При отклонении контролируемой детали от положения, соответствующего рабочему зазору, нарушается равенство (1), ,и на выходной диагоиали моста появляется напряжение, отличное от нуля (t/Bbix ). Как видно из равенства (1), в зависимости от того, увеличилось при этом М или уменьшилось относительно значения М (соогветствующего зазору бо), выходной сигнал вых меняет фазу на 180°. Таким образом, предлагаемый преобразователь в одинарном исполнении обеспечивает фазочувствительный выход, зависящий от знака (направления) отклонения контролируемой детали от равновесного значения, соответствующего боПри эксплуагации предлагаемого преобразователя может возникнуть необходимость регулировки величины рабочего зазора бо, как с целью компенсации влияния находящихся вблизи от датчика магнитных материалов, так и в связи со специальным его применением. В этих условиях целесообразно уравновесить мост по активным сопротивлениям при изготовлении в заводских условиях. Для этого необходимо иметь переменным лишь одно из сопротивлений Rz, Кз или Rt, которое после регулировки жестко фиксируется. Регулировка же величины бо при этом может осуществляться сопротивлением (см. фиг. 1), шунтирующим мостовую схему, так как при его изменении не нарушается равновесие моста .по активным сопротивлениям (условия равновесия (2) и (3) при этом независимы). Полученные выражения (1), (2) и (3) справедливы для линейной цепи. Так как магнитные сердечники индуктивных преобразователей имеют нелинейные нараметры, а питающее напряжение обычно содержит высщие гарМО.НИКИ, возможно уравновешивание выходного напряжения только по основной гармонике. При уравновешанном преобразователе на его выходе имеется напряжение высших гармоник, наиболее ярко из которых выражена третья. Обычно действующее значение напряжения высших гармоник не превышает 20-30 мв. Однако в тех случаях, когда требуется повышенная точность нулевого значения выходного напряжения, необходимо подавление высших гармоник. С этой целью может быть использован фильтр нижних частот или СИнхронный детектор с регулируемойизбирательностью. В последнем случае одновременно с подавлением высших гармоник решается вопрос определения фазы выходного сигнала. В ряде случаев, когда точность, обеспечиваемая мостовой схемой включения компенсационной обмотки, не вызвана необходимостью, компенсация MO может быть осуществлена и без мостовой схемы. Для обеспечения уравнения (1) достаточно одного регулируемого активного сопротивления RI, включаемого параллельно к компенсационной обмотке 3. При этом упрощается электрическая схема преобразователя. Предмет изобретения 1.Одинарный индуктивный преобразователь с П-образным магнитопроводом, на котором расположены включенные последовательно-встречно первичная и компенсационная обмотки, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения регулировочных качеств, в нем компенсационная обмотка зашунтирована регулируемым активным сопротивлением. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с .целью обеспечения нулевого выходного сигнала при полной компенсации паразитной взаимоиндуктивности, в нем компенсационная обмотка включена в одно плечо моста на активных сопротивлениях, соединенного последовательно с первичной обмоткой и параллельно регулируемому активному сопротивлению.

I/

-

-0

.

,