ДИФФЕРЕНЦИАЛ ЬНО-ТР.ЛНСФОРМАТОРНЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1969 года по МПК G08C19/06 

В области измерительной техники и автоматического контроля известны дифференциально-трансформаторн1з1е преобразователи линейных перемещений, содержащие подвижной ферромагнитный сердечник, лолуподвижные ферромагнитные втулки, катушки с обмотками измерения и коаксиально расположенные в них катуШсКИ с обмотками возбуждения.

Известные преобразователи имеют относительно низкую чувствительность при измереНИИ сжимающих или растягивающих усилий, а также значительный уровень нулевого сигнала.

Описываемый преобразователь отличается от известных тем, что для увеличения чувствительности и уменьшения возбуждения в нем катушки с обмотками возбуждения разделены между собой, выдвинуты на часть их длины из катущек с измерительными обмотками и зажаты упругими элементами, например пружинами, между подвижным ферромагнитным сердечником и полуподвижными ферромагнитными втулками, обеспечивающими перемещение одной из катущек во внутрь, а другой - из внутренней полости неподвижных катушек с измерительными обмотками, а также их смещение относительно подвижного ферромагнитного сердечника как при перемещении последнего, так и при перемещении ферромагнитных втулок.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 - схема включения его обмоток.

Описываемый преобразователь содержит корпус, ферромагнитные стаканы 2, ферромагнитные втулки 3, ферромагнитный сердечник 4, подвижные обмотки возбуждения 5 и 6, неподвижные измерительные обмотки 7 и 8, стержень 9, фланцы 10, пружины 11 и 12 и ограничительное кольцо 13.

В неподвижном корпусе / устанавливаются ферромагнитные ста1каны 2 с неподвижными измерительными обмотками 7 и 8 и подвижный стержень с ферромагнитным сердечником 4.

Ферромагнитные стаканы 2 разделяются в Kopiivce ограничительным кольцом 13 и укрепляются с помощью фланцев 10. Внутри неподвижных измерительных обмо-тОК 7 и 8 ра сположены подвижные обмотки возбужде51ия, выступающие измерительных обмоток на часть их длины. Обмотки возбуждения имеют упругую связь с помощью пружин 11 и 12 по оси преобразователя с подвиж1иым ферромагнитным сердечником 4 и ферромагнитными втулками 3. Ферромагнитные втулки 3, расположенные внутри подвижных обмоток возбуждения 5 и 6, также и.мсют возможность иеремещения вдоль оси прео.бразо1вателя. Среднее нейтральное положение сердечника

о буславливается миним.альиым результирующим выходным «апряжевием Ер. Этого напряжения можно достигнуть, если ферроматинтный сердечник 4 .будет находиться на одинаковом расстоянии от ферромагнитных стаканов 2. Подвижные обмотки возйуждеашя 5 и 6 та1кже должны находиться /на одинаковых расстояниях от ферромаг1нит ного сердечника 4 и стаканов 2. Но ввиду технологи1чес1ко1го раз:броса размеров конструкции при соблюдении выше приведенных условий, результирующее выходное напряжение может и не достилнуть минимального значения, тогда иодстройку можно производить иеремещением одной из ферромагнитных втулок 3. Ее перемещают до тех пор, пока одна из о бмоток не встанет в положение, нри которол результирующее выходное напряжение не до ститнет минимальной величины. Оно и будет остаточным напряжением дИфферен циально-трансформаторяого преобразователя линейных перемещений.

В случае перемещения сердечника 4 в ка,кую-либо сторону от среднего положения, воннервых, происходит уменьщение зазоро в между феррОлМагнитным стаканом 2 с ферромагнитной втулкой 3 и ферромагнитным сердечником с одной стороны преобразователя и увеличение зазоров между сердечником и стаканом с втулкой с другой стороны преобразователя.

Во-вторых, происходит перемещение одной из подвижных обмоток во внутрь измерительной обмотки, а другой - из внутренней нолости измерительной обмотки. Перемещение происходит под действием упругих сил деформации пружин 11 и 12, работающих соответственно на сжатие и растяжение.

В-третьих, 1К подвижному сердечнику 4 приближается одна из подвижных обмоток возбуждения и удаляется от него другая подвижная обмотка возбуждения под действием тех же пружин 11 и 12.

Индуктивность o6iMOTOK возбуждения 5 и (J (см. фиг. 2) изменяется нри изменении зазоров между сердечником, обмотками и внутренними торцовыми поверхностями ста канов.

Причем всякое уменьщение зазоров ведет к увеличению индуктивности обмоток, а увеличение зазоров - к уменьщению индуктивности. Коэффициент взаимоиндукции возрастает с введением обмоток возбуждения в обмотки

измерения и уменьщается при их удалении из обмоток измерения. Коэффициент взаимоиндукции возрастает также при уменьщении зазоров между обмотками возбуждения и торцовыми поверхностями сердечника и стаканов, соответственно коэффициент взаимоиндукции уменьшается при увеличении зазоров.

Указанные процессы влияют на выходное напряжение, снимаемое с измерительных обмоток 7 и S (см. фиг. 2).

На одной из об.моток измерения, включенной встречно, при увеличении индуктивности и коэффициента взаимоиндукции напряжение увеличивается, а IB другой обмотке уменьщение

индуктивности и коэффициента взаимоиндукции ведет к уменьщению напряжения. Это явление в итоге приводит к увеличению значения разностного выходного напряжения Ер.

При изменении направления движения сердечника меняется функциональная зависимость обмоток, что отражается на изменении фазы напряжения Ер. Характер изменения напряжения Ер не зависит от направления пере.мещения сердечника в различные стороны от

среднего положения, так же как .и не зависит от нанравления движения чувствительность дифференциально-трансформаторного преобразователя.

Предмет изобретения

Дифференциально-трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий подвижной ферромагнитный сердечник, полуподвижные ферромагнитные втулки, «атушки с обмотками измерения и коаксиально расположенные в них катушки с обмотками возбуждения, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и уменьшения остаточного напряжения, катущки с обмотками возбуждения разделены между собой, выдвинуты на часть их длины из катущек с измерительными обмотками и зажаты упругими элементами, например пружинами, между подвижным ферромагнитным сердечником и полуподвижными ферромагнитными втулками, обеспечивающими перемещение одной из катущек во внутрь, а другой - из внутренней полости неподвижных .катушек с измерительными обмотками, а также их смещение относительно

подвижного ферромагнитного сердечника как при перел ещении последнего, так и при перемещении ферромагнитных втулок.

// ( ч

Sf Р