УСТРОЙСТВО для ИНДИКАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1969 года по МПК G01B7/00 

В области контрольно-из мерительной техники известны устройства для индикации линейных перемещений, содержащие индуктивную и бифилярную об МОтки, равномерно намотанные на одном KapiKace, включенные в соседние плечи измерительного моста, ферромагнитный сердечник, перемещающийся внутри обмоток, и показывающий прибор.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что содержит дополнительную бифилярную обмот1ку, включенную в одно из плеч компенсационного моста, запитываемого напряжением с измерительного моста, причем выходные наиряжения мостов суммируются.

Это позволяет обеспечить работоспособность в щироком диаиазоне температу) и исключить температурную погрещность.

На фиг. 1 показан датчик с индуктивной и бифилярными обмотками; на фиг. 2 - электрическая схема устройства; на фиг. 3 - выходная характеристика датчи1ка.

Датчик состоит из каркаса 1, индуктивной об.мотки 2, бифилярной обмотки 3. На том же каркасе J намотана дополнительная бифилярная обмотка 4. Внутри датчика перемещается ферромагнитный сердечник 5. Индуктивная обмотка 2 и бифилярная обмотка 3 включены Б соседние плечи измерительного моста 6, два других плеча которого образованы равными

сопротивлениями /. Кроме того, в состав устройства входят согласующи трансформатор 8, компенсационный .мост 9, образованный сопротивлением бифилярной обмотки 4 и тремя со11рот 1влениями 10. одно из которых переменное, усилитель переменного тока 11, 1выпрямители 12 и 13 II показывающий прибор 14 (указатель положения - вольтметр, отградуированный в мм перемеп1,ения). В одно плечо с

Г)пф;1лярной обмоткой 3 включена дополнительная индуктивность /5.

Работает устройство сле.хующим образом. При ныве.тенном сердечнике 5 измерительni.ui .мост 6 сбалансирован, та1К как соиротивлеиия 7 равны, а индуктивность обмотки 2 скомпенсирована добавочной индуктивностью /,1 При перемещении сердечника 5 изменяется шпдуктиБность обмотки 2, II на выходе измерительного места 6 появляется напряже П11е,

которое через одну из вторичных обмоток согласующсгО трансформатора 8 выпрямляется .млтелем 12 и поступает на показывающий прибор 14.

Напряжение с другой нз вторичных обмоток

согласующего трансформатора 6 иоступает на питание компенсационного моста 9. Однако напряжение на выходе компенсационного моста при номинальной температуре, например 20°С, окружающей датчик среды, отсутствует,

ми сопротивлению дополнительной бпфилярной обмотки 4 при номинальной температуре.

Кроме того, компенсационный мост дополнительно балансируется при номинальной температуре одп.пм из сопротивлений 10, являющимся переменным. Вследствие этого напряжение на выходе выпрямителя 13 при номинальной температуре равно нулю независимо от положения сердечника.

При увеличении температуры, окружающей датчик среды, увеличиваются а-ктивные сопротивления обмоток 2, 3 ,н 4 датчика. С введением сердечника, при увеличении температуры, показания прибора 14 уменьшаются (см. фиг. 3, где А - характеристика ири номинальной температуре, Б - ири повышенной температуре без компенсации температурной погрешности, В - выходное напряжение с компенсационного моста, Г - при повышенной температуре с компенсацией температурной погрешности).

Указанное явление увеличения иогреи1ности с увеличением температуры и введением сердечника видно из условия равновесия измерительного моста 6.

/ (coL) -f Rl .Z, Z,. I/ (o) L,,,Y H- иф ,

где си 2гт/,

/ - частота сети; RZ - а.ктивное сопротивление индуктивной

обмотки 2;

лоб - добавочная индужтивность; биф-активное сопротивление бифилярной

обмотки 3;

L - индуктивность индуктивной обмотки; Z,Z2 - сонротивления двух других соседних илеч моста 6.

Но с увеличением температуры, окружающей датчик среды, (появляется напряжение на выходе компенсационного моста 9, так как сопротивление обмотки 4 увеличивается и компенсационный мост разбалансируется. Наиряжение с комиенсационного моста 9 после усиления усилителем суммируется с выпрямленным выпрямителем 12 напряжением измери .2

тельного моста 6. Температурная погрешность при этом компенсируется.

Выбрав при помощи изменения 1коэффициента усиления усилителя /У величину добавки

напряжения (отрезок аб) с компенсационного моста, необходимую для компенсации температурной погрешности при полностью введенном в датчик сердечнике 5 и максимальной температуре среды (отрезок вг), на которую

рассчитывается работа датчика, получим автоматическую коррекцию температурной погрешности датчика на всем диапазоне перемещения сердечника 5. Это происходит вследствие того, что напряжение «добавок с компенсационного моста зависит как от положения сердечника в датчике (мост 9 (Питается от измерительного моста 6), так и от температуры, окружающей датчик среды (характеристика В).

Подобная компенсация температурной погрешности позволяет упростить настройку устройства, так как схема температурной компенсации может настраиваться независимо от измерительной схе.мы. При этом компенсация

темиературной ногрешности может быть обеспечена в диапазоне температур, ограничиваемой температурной стойкостью провода и лри любо.м измеряемом диапазоне перемещения.

Предмет и з о б р е т е н и

Устройство для индикации линейных перемещений, содержащее индуктивную и биф|Илярную обмотки, равномерно намотанные на одном каркасе, включенные в соседние плечи измерительного моста, фeppOJмaгнитный сердечник, перемещающийся внутри обмоток, и показывающий прибор, отличающееся тем, что,

с целью обеспечения работоспособности устройства в широком диапазоне температур и исключения температурной погрешности, оно содержат дополнительную бифилярную обмото у, включенную в одно из плеч компенсационного моста, запитываемого напряжение1М с измерительного моста, причем выходные напряжения мостов суммируются.